Aalto University Magazine 34

Mahdottoman tekijät

uudistuu vuonna 2025. Mitä mieltä olet lehdestä?

Vastaathan lyhyeen

kyselyymme verkossa: aalto.fi/magazine-lukijatutkimus

Arvomme vastanneiden kesken

kolme Aalto University Shopin lahjakorttia.

Yksityiskohta jäästä leikatusta ohuesta näytepalasta, jonka hehkuvat värit on saatu esiin kameran valoa taittavien linssien avulla. Lue lisää jäätutkimuksesta sivulta 22 alkaen.

12

Vesiosaamista diplomatian keinoin

22 Muuttuvan jään tulkit

32 Älykankaita tekemässä

5 Avauksia Kristiina Mäkelä Aalto-idean ytimessä.

6 Nyt _ Pieniä uutisia, isoja asioita.

10 Oho! Raili Pönni ja ongelmalliset opasteet.

TEEMANA Mahdottoman tekijät

12 Teema Suomi on vesidiplomatian mahtimaa.

18 Kuka _ Kuan Tan kehittää kvanttitietokoneita.

22 Mukana matkassa Jukka Tuhkuri ja jäätutkimuksen kuuma kylmä paikka.

28 Tieteestä _ Metsähovin radio-observatorio selvittää avaruuden saloja.

31 Vau! Opiskelijat tekivät kengänpohjalliset puuvaahdosta.

32 Keskustelua Jaana Vapaavuori ja Anne Louise Bang tutkivat älytekstiilejä.

35 Yhteistyö _ Tiedekasvatusta Otaniemestä Ukrainaan.

36 Kumppanuus Tutkijat edistävät tekstiilien kiertotaloutta yritysten kanssa.

38 Tieteestä _ Kaupunkivihreä on ilmastoteko.

41 Tieteestä Tiedeuutisia lyhyesti.

42 Yrittäjyys Juho Uzkurt Kaljusen startup kehittää ravinteiden talteenottoa jätevedestä.

46 In-house Marsio kutsuu kylään kampukselle.

48 Vau! _ Kampuksen taideaarteet ovat julkinen salaisuus.

54 Väitöksiä Seppo Borenius ja tulevaisuuden sähköverkot; Jaana Brinck ja varhaiskasvatuksen pedagogiikka; Gazi Illahi ja etärenderöinti.

56 Arjen valintoja Kristjana Adalgeirsdóttir on kriisialueiden arkkitehti.E

58 Avainlukuja _ Yliopiston tuloksia vuonna 2023.

Kannen suunnittelu: Nanako Ueda. Henkilökuvat: Katri Heinämäki. Kanteen kuvasimme Aalto-yhteisön jäseniä, jotka ovat olleet mukana tekemässä tässä lehdessä esiteltyjä hankkeita tai näyttelyitä.

TEKEMÄSSÄ

KATRI HEINÄMÄKI, VALOKUVATAITEEN MAISTERIOPISKELIJA

Mikä on mahdottominta, mitä olet tehnyt?

Kysymys on mahdoton, sillä kaikki mitä olen saavuttanut (toistaiseksi), on ollut mahdollista. Vaikka tunne jonkin mahdottomuudesta on minulle tuttu, ajatustapa on peräisin väärästä lähestymistavasta. Ellei menetä toivoaan tai luovuta epäonnistuneiden yritysten jälkeen, mahdoton on aina mahdollista.

JULKAISIJA Aalto-yliopisto, viestintäpalvelut

PÄÄTOIMITTAJA Viestintäpäällikkö Katrina Jurva

TOIMITUSPÄÄLLIKKÖ Paula Haikarainen

ULKOASU & KUVATOIMITUS Dog Design

KANSI Katri Heinämäki ja Nanako Ueda

NANAKO UEDA, TAITEEN JA MEDIAN MAISTERIOHJELMAN

OPISKELIJA

Muutto perheeni kanssa Japanista Suomeen, valinta Designs for a Cooler Planet -näyttelyn graafiseksi suunnittelijaksi ja Aalto University Magazinen kuvittajaksi – vielä vähän aikaa sitten kaikki nämä asiat tuntuivat aivan mahdottomilta.

Nyt panostan elämäni Aallon ja Suomen varaan. Jatkan matkaani tehdäkseni mahdottomasta mahdollista.

TÄMÄN NUMERON AVUSTAJAT Amanda Alvarez, Frédéric Bassemayousse, Michael Damsgaard, Ihar Faniayeu, Tiina Forsberg, Otso Haavisto, Heidi Hammarsten, Ranja Hautamäki, Katri Heinämäki, Esther Horvath, Sarah Hudson, Minna Hölttä, Jaakko Kahilaniemi, Esa Kapila, Kalle Kataila, Krista Kinnunen, Katja Lahti, Hayley Lê, Annika Linna, Diana Luganski, Ira Matilainen, Nicoletta Michieletto, Caroline Moinel, Adela Navratilova, Anitta Pirnes, Aleksi Poutanen, Gavin Pugh, Marjukka Puolakka, Jukka Pylväs, Taha Qureshi, Mikko Raskinen, Eeva Räisänen, Noora Sandgren, Bryan Saragosa, Francine Schaepper, Sedeer el-Showk, Heidi Simppala, Joanna Sinclair, Noora Stapleton, Minna Tiainen, Tiina Toivola, Jenni Tuominen, Outi Turpeinen, Annamari Typpö, Nanako Ueda, Maria Uusitalo, Nita Vera, Enni Äijälä

OSOITE PL 18 000, 00076 Aalto PUHELIN 09 470 01

VERKOSSA aalto.fi/magazine SÄHKÖPOSTI magazine@aalto.fi OSOITTEENMUUTOKSET crm-support@aalto.fi

PAINATUS PunaMusta, 2024 PAPERI Maxi Offset 190 g/m2 (kansi), UPM PrePersonal 90 g/m2 (sisäsivut)

PAINOS 31 000 kpl (suomenkielinen) & 5 000 kpl (englanninkielinen)

OSOITELÄHDE Aalto-yliopiston alumni- ja kumppanuusrekisteri (CRM)

TIETOSUOJAILMOITUKSET aalto.fi/fi/palvelut/tietosuojailmoitukset

ISSN 1799-9324 painettu ISSN 2323-4571 verkkojulkaisu

PEFC/02-31-151

PEFC-sertifioitu

Tähäntuotteeseen käytettypuuon kestävästihoidetuista metsistä www.pefc.fi

Painotuotteen hiilipäästöt on laskettu ClimateCalcilla.

www.climatecalc.eu Cert. no. CC-000084/FI

Nanako

Ueda

Katri Heinämäki

Mikään ei ole mahdotonta, kun heittäytyy rohkeasti

Yliopistossa olemme jatkuvasti mahdottoman rajapinnalla, kun teemme tutkimusharppauksia tuntemattomaan. Pelkkä tiedon tuottaminen ei riitä, vaan on luotava uutta ja ratkaistava haasteita yhdessä muiden toimijoiden kanssa. Aallon tehtävä yliopistona on rakentaa Suomen innovaatiokykyä, sekä tutkimuksen että opetuksen mutta myös tekemisen, konkreettisten ratkaisujen, kautta.

On koko Aalto-yhteisömme saavutus, että juhlistamme pian yliopiston 15-vuotista taivalta. Mahdottomalta tuntunut projekti eli kolmen alamme – tekniikan, taiteen ja talouden – tuominen yhteen samalle kampukselle ja kohti maailman huippua, on toteutunut.

Kokeilukulttuuriin liittyy tekemällä oppiminen, välillä myös epäonnistumisen kautta, ja rohkeus tehdä uutta – siis mahdotonta.

Yliopistomme on nyt yksi Euroopan kansainvälisimmistä, ja sen ympärille on syntynyt maailmanluokan innovaatio- ja yrittäjyysympäristö. Kaikki tämä on saavutettu kokeilukulttuurilla, joka on aivan Aalto-idean ytimessä, ja jota saisi mielestäni olla vielä enemmänkin. Tähän kulttuuriin liittyy tekemällä oppiminen, välillä myös epäonnistumisen kautta, ja rohkeus tehdä uutta – siis mahdotonta. Maailmassa riittää mahdottomilta vaikuttavia ongelmia ilmastonmuutoksesta geopoliittisiin haasteisiin. Olen vakuuttunut, että mahdottomiinkin asioihin löytyy ratkaisuja eri alojen osaajien yhteistyöllä, kun meillä on riittävästi tahtoa. Aaltokaan ei toimi yksin, vaan yhteistyökumppanimme Suomessa ja maailmalla, vuorovaikutus ympäröivän yhteiskunnan kanssa ja poliittisen päätöksenteon mahdollistama toimintaympäristö ohjaavat löytöretkeämme vastausten äärelle.

Yhdessä tekeminen konkretisoituu kampuksen uudessa keskipisteessä Marsio-rakennuksessa. Marsio on paikka kohdata, kokea ja luoda uutta.

Se ilmentää myös Aaltoa laajemmin: rohkeasti heittäytymällä mikään ei ole mahdotonta. Slushista satelliitteihin, Aallosta ponnahtaneet tekijät ovat menneet kohti sitä, mitä ei vielä ole. Rohkenen sanoa, että Aalto on näissä ja muissakin tapauksissa toiminut mahdollistajana tarjoamalla resurssit ja luomalla puitteet onnistumiselle. Kun kannustamme aloitteellisuuteen, mahdoton näyttäytyykin uudessa valossa – mahdollisuutena.

Kristiina Mäkelä

Aalto-yliopiston provosti

Kalle

Kataila

Ponnahduslauta uusille urille

Haaveiletko toisinaan, että voisit tehdä päivittäiset askareesi tai työtehtäväsi uudella tavalla?

Luovuus on kyky saada aikaan uutta ja hyödyllistä sekä nähdä asioita uusista näkökulmista. Luovuus on ihmiskunnan selviytymistaito, jota jokaisen kannattaa harjoitella. Suuret, radikaalisti luovat muutoksetkin lähtevät liikkeelle pienistä teoista ja kokeiluista, jotka muuttavat totuttuja toimintamalleja ja rakenteita.

Marraskuussa 2024 Aalto-yliopisto lanseeraa avoimen ja ilmaisen, kolmen opintopisteen (3 ECTS) verkkokurssin Sukellus radikaaliin luovuuteen, joka perustuu Aalto-yliopiston luovaan pedagogiikkaan ja radikaalin luovuuden esimerkkeihin. Kurssi on englanniksi, mutta julkaistaan myöhemmin myös suomeksi.

Haluatko kurssin ennakkotestaajaksi?

Hae mukaan verkko-osoitteessa bit.ly/aalto-creativity on Aalto-yliopiston sija Suomen yliopistojen joukossa

QS World University Rankings -vertailu 2024

Hayley Lê

Tohtoreiden uusi aalto:

178 paikkaa, kolmen vuoden haaste!

Opetus- ja kulttuuriministeriö osoitti yliopistoille yhteensä 255 miljoonan euron lisärahoituksen tohtorikoulutuksen kehittämiseen. Rahoituksella palkataan tuhat uutta väitöskirjatutkijaa kolmen vuoden työsuhteeseen, jonka aikana he suorittavat tohtorin tutkinnon.

Aalto-yliopisto sai yhteensä 178 uutta tohtorikoulutuspaikkaa. Suurin osa paikoista on Suomen Akatemian niin sanottujen lippulaivahankkeiden aloilla, ja Aallossa eniten paikkoja saivat kvantti-, biotalous- ja tekoälyteemaiset lippulaivat.

”Tulos on meille erinomainen, ja määrä on suhteessa kokoamme suurempi. Nyt käärimme hihat, edessä on innostava haaste”, sanoo Aalto-yliopiston tutkimuksesta vastaava vararehtori Jyri Hämäläinen.

Nyt saadut uudet tohtorikoulutuspaikat nostavat  vuosittain valmistuvien tohtorien määrää merkittävästi. Tavoitteena on noin 400 tohtoria vuodessa. Ensimmäiset uudet väitöskirjatutkijat aloittivat työsuhteensa elokuun 2024 alussa.

Kannen on suunnitellut Aalto-yliopiston alumni, graafinen muotoilija Pekka Piippo.

Kirja kertoo, miten uusi yliopisto syntyi

Aalto-yliopisto perustettiin vuonna 2010, kun Taideteollinen korkeakoulu, Teknillinen korkeakoulu ja Helsingin kauppakorkeakoulu yhdistyivät. Tuore teos kuvaa uuden yliopiston syntyvaiheita.

Aalto. Yliopiston synty -kirjaan on haastateltu ministereitä, yritysjohtajia, professoreita, alumneja, opiskelijoita sekä myös hankkeen kiivaita vastustajia, jotka valottavat ainutlaatuista yhteiskunnallista prosessia.

Kirjan on kirjoittanut tietokirjailija, toimittaja Merina Salminen ja kustantanut Teos.

Miljoonalahjoitus tekoälyn kehittämiseen

Aalto-yliopisto perustaa monitieteisen House of AI -keskuksen tuottamaan tieteellistä tutkimusta ja käytännön sovelluksia tekoälyn alueella. Perustamisen mahdollisti 3,2 miljoonan euron lahjoitus, jonka myönsi Teknologiateollisuuden 100-vuotissäätiö.

Uusi keskus laajentaa Aallossa tehtävää tekoälytutkimusta muiden tieteenalojen ja yritysten kanssa. Käynnistymässä on muun muassa sähköenergiajärjestelmän muuttumiseen liittyvä sähkötekniikan, taloustieteen ja tekoälytutkimuksen yhteistyöhanke. Keskuksen toiminta tukee myös tekoälymenetelmien kehittäjien ja soveltajien koulutusta.

Aalto-yliopistossa on jo ennestään vankka osaaminen ja vahvat verkostot tekoälyn tutkimuksessa. Aalto koordinoi Suomen tekoälykeskuksen (Finnish Center for Artificial Intelligence FCAI) toimintaa ja on tärkeässä asemassa Euroopan tekoälyn huippututkimuksen ELLISverkostossa (European Laboratory for Learning and Intelligent Systems).

Nicoletta Michieletto

Esa Kapila

Mainiot materiaalit -näyttely edistää materiaalilukutaitoa.

Näyttelyn prototyypit ovat esimerkkejä samannimisen, syksyllä julkaistavan kirjan ohjeista, joiden avulla voi tehdä kotioloissa esimerkiksi läpinäkyvää ja värillistä biohajoavaa kalvoa.

Kurkista tutkimukseen

Otaniemessä 6.9.–3.10.2024 järjestettävä Designs for a Cooler Planet -festivaali nostaa esiin tutkimukseen perustuvia, kokeellisia ja luovia projekteja: tulevaisuuden materiaaleja, terveysteknologiaa, luonnon monimuotoisuutta tukevia ratkaisuja, avaruusteknologiaa ja kyberturvallisuutta.

Bubbles with Benefits -projektissa suunnittelijat Satu Paavonsalo ja Valentin Schwarz ovat kehittäneet selluloosapohjaista materiaalia, jolla voidaan korvata kuplamuovi.

Näyttelyt ja tapahtumat ovat yleisölle avoimia ja maksuttomia.

Festivaali järjestetään Aaltoyliopiston uudessa Marsiorakennuksessa, tervetuloa! (Otakaari 2, Espoo).

Festivaali on osa Helsinki Design Weekin sekä Euroopan komission Uusi eurooppalainen Bauhaus -hankkeen ohjelmistoa.

aalto.fi/fi/acoolerplanet

Bryan Saragosa

Tekstiiliteollisuus käyttää yli 10 000 öljypohjaista synteettistä väriainetta, jotka voivat vahingoittaa ympäristöä ja aiheuttaa syöpää. Biovärien osuus jää vain prosenttiin, sillä niiden koetaan olevan laadultaan liian vaihtelevia massatuotantoon. Sofia Ilmosen suunnittelema, bioväreillä värjätty BioColour-mallisto puhuu värien monimuotoisuuden puolesta.

Diana Luganski

Voi pyhä sylvi, mikä kyltti!

Raili Pönni nimitettiin

Aalto-yliopiston kehitysjohtajaksi huhtikuun 2024 alussa. Vuonna 2016 hän ratkoi Kemian tekniikan korkeakoulun kehityspäällikkönä opasteongelmia.

”Rakennuksessamme oli useita sisäänkäyntejä. Ne aiheuttivat sekaannusta, kun yhdestä ulko-ovesta pääsi suoraan dekaanin toimistoon, ja toinen saattoi olla tarkoitettu vain tavarantoimituksiin. Niitä ei ollut kuitenkaan erikseen merkitty, joten päätimme tilata näkyvät ulko-opasteet sisäänkäynneille. Projektiin osallistui useita ihmisiä, ja kylttejä suunniteltiin hartaasti.

Aallossa on tarkat ohjeet opasteista, millaisia niiden tulee olla, ja mihin niitä saa sijoittaa. Tarkastimme luonnokset moneen kertaan ennen tilausta.

Sitten koitti aamu, jolloin ajoin parkkipaikalle ja kyltit oli asennettu edellisenä iltana. Luin kaksikielisen opasteen: School of Chemical Engineering – Kemian tekniikan koulu. Sama virhe toistui tietenkin jokaisessa kyltissä.

Jähmetyin autonpenkkiin ja ajattelin ensimmäiseksi, että nyt isoisä kyllä kääntyy haudassaan! Hän oli aikoinaan hyvin tarkka siitä, ettei yliopistosta tai korkeakoulusta käytetty termiä koulu.

Kun sitten pääsin työpisteelleni, oli sähköpostissa jo useita viestejä, joissa kyseltiin, milloin tämä suomenkielisen nimen muutos on tehty ja mistä syystä. Päivä kului kysymyksiin vastaillessa ja uusien kylttien tilaamisessa.

Vaikka työssäni tarkastelen usein suuria linjoja ja asioita pitkälle eteenpäin, tämä tapaus on hyvä muistutus yksityiskohtien merkityksestä. Jos kukaan ei kiinnitä niihin huomiota, voi syntyä virheitä, jotka sotkevat isotkin linjat. Onneksi ne kuitenkin saadaan korjattua.

Arkipuheessa sana koulu yleistetään usein kaikkeen opiskeluun, mistä tunnen aina pienen piston sydämessäni. Opiskellessani Teknillisessä korkeakoulussa isoisä tähdensi, että aamullakin pitää sanoa, että olen lähdössä korkeakouluun eikä kouluun.

Hän oli itse opiskellut silloisessa Teknillisessä korkeakoulussa, ’Vanhalla Polilla’, ja oli siitä hyvin ylpeä. Niin ikään hänen tyttärensä, äitini, on TKK:n alumni. Nyt vanhin poikani täyttää pian 18 ja pohtii korkeakouluun pyrkimistä. Joten koulutarinamme saattaa saada jatkoa.”

Teksti Paula Haikarainen

Kuva Nita Vera

Kuvitus Studio Jenni & Jukka

TEEMA

12 Teema Suomi on vesidiplomatian mahtimaa.

18 Kuka Kuan Tan kehittää kvanttitietokoneita.

22 Mukana matkassa Jukka Tuhkuri ja jäätutkimuksen kuuma kylmä paikka.

28 Tieteestä _ Metsähovin radio-observatorio selvittää avaruuden saloja.

31 Vau! _ Opiskelijat tekivät kengänpohjalliset puuvaahdosta.

32 Keskustelua Jaana Vapaavuori ja Anne Louise Bang tutkivat älytekstiilejä.

MAHDOTTOMAN TEKIJÄT

Miten mahdottomilta tuntuvat haasteet taipuvat mahdollisuuksiksi?

Asiantuntijat kertovat, miten yhä paheneva veden väheneminen näkyy paitsi politiikassa, myös taloudessa –ja miten Suomi tekee vesidiplomatian kautta mahdotonta mahdolliseksi.

VEDEN VOIMA

Teksti Tiina Forsberg

Kuvitus Nanako Ueda

Vesi on kaiken elämän edellytys paitsi luonnolle, myös ihmisille. Lukuisissa muinaisissa mytologioissa vesi oli olemassa jo ennen luomista, ja ihmiskunta on rakentanut sivilisaationsa veden varaan tuhansien vuosien ajan – vaikkapa Niilillä, Gangesilla tai Kaksoisvirranmaassa.

Mutta vaikka vesi on elämän tuoja, se on myös sotien synnyttäjä: toisilla sitä on liikaa, toisilla aivan liian vähän. Veden määrä maapallolla on vakio, mutta ihmisen toiminta on jo muovannut sen kiertokulkua. Ilmastonmuutoksen vaikutukset, kuten eri puolilla paheneva kuivuus, lisäävät vedestä aiheutuvia konflikteja ja kurjuutta entisestään.

Aalto-yliopiston vesitalouden professori Marko Keskinen kuvaa tilannetta lauseella ’vesi politisoituu ja politiikka vesittyy’. Globaalit vesikysymykset ovat yhä vahvemmin politiikkaa.

Veteen liittyvien jännitteiden purkamiseen tarvitaan paitsi teknistä vesiosaamista ja -tutkimusta, myös vesidiplomatiaa, ja näissä Suomi on koko maailman mitassakin edelläkävijä. Suomen asemasta kertoo muun muassa se, että YK:n kummatkin rajavesien käyttöä koskevat puitesopimukset vuosilta 1992 ja 1997 ovat Suomen alullepanemia. Tähän taas on tutkijoiden, kuten Marko Keskisen, työllä ollut valtava vaikutus.

Keskisen ei alun perin edes pitänyt päätyä akateemiselle uralle, vaan hänen suuntanaan oli maailman pelastaminen kansainvälisissä tehtävissä, muun muassa YK:n ja ulkoministeriön palveluksessa.

”Vesi vei kuitenkin mennessään. Nykyinen emeritusprofessori Pertti Vakkilainen osasi kuivalla brittihuumorilla sävytettynä kertoa veden merkityksestä sekä Suomessa että maailmalla. Oivalsin, että vesi on todella iso globaali juttu”, Keskinen kuvaa päätymistään Aaltoon.

TEEMA Mahdottoman tekijät

Vesi politisoituu

Vesistöt eivät tunne valtioiden rajoja, ja Keskisen mukaan veteen liittyvät kiistat ovat usein seurausta kolmesta tähän kytkeytyvästä tekijästä. Ensinnäkin jaetut vesivarat ovat tärkeitä elinkeinojen, kuten maatalouden kannalta.

Toinen vaikuttava tekijä on veden niukkuus, eli sen käyttö ylittää saatavilla olevan määrän –johon ilmastonmuutos tuo yhä lisääntyvää epävarmuutta, Keskinen muistuttaa.

Kolmantena tekijänä on veden politisoituminen: usein kiistan osapuolilla ei ole toimivia poliittisia suhteita tai taustalla vaikuttavat muut poliittiset jännitteet. Jos esimerkiksi yhteisen vesistön yläjuoksulla rakennetaan patoa, vesi politisoituu teknisen prosessin aiheuttaman epävarmuuden takia.

”Tilanteessa tuntuu kuin olisi käsi kurkulla. Vaikkei se edes puristaisi, tunne on ikävä”, Keskinen sanoo.

Veden politisoitumisen lisäksi Keskinen puhuu myös politiikan vesittymisestä: kun yhteisen vesistön jakavien maiden välillä on muutenkin poliittisesti vaikeaa, vettä voidaan käyttää politiikan välineenä.

Tämän tunnistaa hyvin Kazakstanista lähtöisin oleva tutkija Bota Sharipova, joka tekee väitöskirjaa hollantilaisen IHE Delftin vesialan instituutissa. Hän on yhteistyössä Marko Keskisen kanssa tutkinut luottamuksen rakentumista vesidiplomatiassa.

”Taustani kautta olen oppinut, miten elintärkeää luottamus on vesistöt jakavien maiden välillä; että voi odottaa muilta mailta hyvää tahtoa ja halua yhteistyöhön. Kotiseutuni Araljärven kohdalla olen joutunut huomaamaan, että näin ei useinkaan ole. Paljon on kiinni siitä, millainen hallinto maissa on ja millaisia ihmisiä politiikan taustalla kulloinkin on”, Sharipova sanoo.

Araljärvellä veden niukkuus on paitsi politisoinut veden, myös tehnyt siitä politiikan välineen. Tämä heijastui vuosikymmeniä esimerkiksi pitkäaikaisten kilpailijamaiden Uzbekistanin ja Tadžikistanin väleihin, joissa ei luottamusta tai yhteistyötä juuri ollut. Kun Uzbekistanin itsevaltainen päämies vaihtui uuteen vuonna 2016, hänen ensimmäinen vierailunsa kohdistui naapurimaa Tadžikistaniin.

”Tuolloin maat oikeasti alkoivat keskustella vesikysymyksistä ja yhteistyöstä. Usein ollaan riippuvaisia vain yhdestä ainoasta henkilöstä, ja on myös tärkeää ymmärtää, mikä ja ketkä vaikuttavat näiden päätöksiä tekevien ihmisten päätöksiin. Tämä on minulle edelleen suuri mysteeri, vaikka olen tutkinut luottamusta jo monta vuotta. Luulen, että olen havainnut vasta jäävuoren huipun”, Sharipova naurahtaa.

Luottamuksen rakentaminen voi olla vaikeaa, mutta menettäminen ei, sen on esimerkiksi Ukrainan sota osoittanut Suomen ja Venäjän suhteissa. Vesi silti yhdistää maat toisiinsa, ja rajavesiyhteistyö onkin yksi harvoista asioista, jossa Suomen ja Venäjän välillä on yhä jonkinlaiset yhteydet olemassa, Keskinen muistuttaa.

Elinkeinot vaakalaudalla Vesi on paitsi luonnonvara, myös strateginen ja taloudellinen resurssi. Veteen liittyvissä kiistoissa on kysymys paljon muustakin kuin vain vedestä: esimerkiksi poliittisesta vaikutusvallasta, ruoasta ja energiasta – valtioiden, yhteisöjen ja ihmisten selviytymisestä.

Niinpä veteen liittyvät ääri-ilmiöt peilautuvat suoraan myös maailmantalouteen: valtiot ja yritykset kamppailevat muun muassa veden niukkuuden aiheuttamien toimitusvaikeuksien kanssa.

Kesällä 2023 Euroopan laivakuljetuksille tuotti ongelmia keskeisten jokiväylien kuten Reinin kuivuminen. Tämän vuoden alkupuolella veden vähäisyys Panaman kanavassa oli ajamassa rahtialuksia 13 000 kilometrin kiertoreitille. Kansalainen on saanut huomata ongelmat tyhjinä hyllyinä kaupoissa sekä kohonneina hintoina kukkarossaan.

Näiden selkeästi havaittavissa olevien ilmiöiden lisäksi veden vähyys vaikuttaa myös tuotteiden alkulähteillä: kuivuus pakottaa eri puolilla maailmaa rajoittamaan vedenkulutusta, mikä saattaa johtaa esimerkiksi tehtaiden sulkemisiin tai vähentää maataloustuotantoa, muistuttaa professori Katri Kauppi Kauppakorkeakoulusta. Hän tutkii ilmastonmuutoksen vaikutusta logistiikkaan ja kuljetusketjuihin.

”Veden väheneminen vaikuttaa paitsi raakaaineiden ja tuotteiden saatavuuteen, myös laatuun ja hintaan, esimerkiksi maatalouden erilaisina kasvuolosuhteina. Ilmastonmuutos vaikuttaa jo esimerkiksi kahvin tuotantoon.

On myös paljon valmistavaa teollisuutta, kuten elektroniikka- tai vaateteollisuus, joiden prosesseissa käytetään runsaasti vettä. Ja mitä vähäisemmäksi vesi käy, sitä isompi hinta tuotteille tulee”, Kauppi muistuttaa.

Tietyillä kuivuudesta kärsivillä alueilla on jo nyt vedenkäytön rajoituksia, kuten tomaateistaan tunnetussa Espanjassa. Kaupin mukaan on kenties vain ajan kysymys, milloin ilmastonmuutos iskee vielä laajemmin globaaliin liiketoimintaan, sillä esimerkiksi pilvipalveluja tuottavat datakeskukset vaativat valtavasti vettä jäähdytykseen.

”Tilanteessa tuntuu kuin olisi käsi kurkulla.”

Entä mitkä seuraukset näillä talouden häiriöillä on poliittiseen vakauteen? Tämän kysymyksen globaali vesiyhteisö saa varmasti vielä ratkottavakseen.

Vesidiplomatian ytimessä

Vesivarat ovat yleensä julkisen sektorin hallussa, joten veteen liittyvissä kiistoissa osapuolina ovat valtiot. Kiistojen ratkaisussa riittää haasteita, sillä myös väestönkasvu ja kasvava vedenkulutus lisäävät konfliktien riskiä.

”Ikävä kyllä, elämme maailmassa sellaisessa tilanteessa, että monenkeskisiä sopimuksia – halua pitää yhdessä sovituista asioista kiinni – nakerretaan monelta nurkalta samanaikaisesti. Tämä on syy siihen, miksi on siirrytty rajavesiyhteistyöstä vesidiplomatiaan”, Keskinen sanoo.

Vesidiplomatiassa Suomi on monella tapaa ainutlaatuisessa asemassa, sanovat tiivistä yhteistyötä tekevät asiantuntijat Marko Keskinen Aallosta ja Antti Rautavaara, joka on vesiasioiden erityisedustaja ulkoministeriön vetämässä Rauhanvälityskeskuksessa.

Vesidiplomatiassa yhdistyy kaksi Suomen vahvuutta: tekninen vesiosaaminen sekä poliittinen diplomatiaprosessi. Rautavaara näkee kytköksen siinä, kuinka Suomi on pienenä maana suurvaltojen puristuksessa hyötynyt toimivasta alueellisesta yhteistyöstä.

”Rajavesistötematiikka liittyy siihen samaan yhtälöön, kun toisen maailmansodan jälkeen piti löytää tapa elää Neuvostoliiton kanssa, ja maiden väliset 19 vesistöä virtaavat riippumatta siitä, minkälaiset suhteet naapurin kanssa on. Se on pakottanut meidät miettimään, miten asioista sovitaan yhdessä”, Rautavaara sanoo.

Marko Keskinen muistuttaa puolestaan pitkäjänteisestä rauhanvälitystyöstä, jossa Suomelle on syntynyt vahva kansainvälinen profiili. Se on osit tain peräisin CMI:stä ja Martti Ahtisaaresta, mutta myös Elisabeth Rehnin, Tarja Halosen, Kirkon ulkomaanavun ja muiden järjestöjen panoksesta.

Ja kun Suomi on kokoaan suurempi peluri globaalin vesidiplomatian kentällä, on Aaltoyliopistolla merkittävä osansa siinä, että maa on ylipäätään noussut alan kärkikastiin.

”Aallon merkitys Suomen vesidiplomatian alullepanijana on perustavanlaatuista”, Rautavaara kiittelee.

”Tuskin olisimme samalla tavoin päässeet eteenpäin ilman Markon, ja professorien Olli Varis sekä Matti Kummu uraauurtavaa työtä. Olemme yhdessä myös onnistuneet saamaan asiaan positiivisen vireen aina ministeriöitä ja valtionhallinnon ylintä johtoa myöten”, Rautavaara sanoo.

Vesidiplomatian edistämiseen tarvitaan kuitenkin myös luotettavia kumppaneita, joita Suomen tapauksessa ovat esimerkiksi Ruotsin kansainvälinen vesi-instituutti Siwi, Sveitsin Geneva Water Hub ja Afrikan valtioista Senegal.

Vesi sitoo yhteen

Veden väheneminen aiheuttaa maailmanlaajuisesti yhä suurempia haasteita, joiden ratkomisessa kansainvälinen yhteistyö ja luottamus ovat keskeisessä roolissa. Marko Keskisen ja Bota Sharipovan tutkimus kuitenkin osoittaa, että luottamus on vesidiplomatiassa hyvin häilyvä konsepti ja pitkälti riippuvainen eri tahoista –ja etenkin ihmisistä – jotka ovat osallisina.

”Tämä tekee jokaisesta tapauksesta ainutlaatuisen. Vesidiplomatiassa on vaikeaa saada valmiita tuloksia, jotka olisivat sovellettavissa kaikkiin tilanteisiin”, Sharipova sanoo.

Entisen Jugoslavian alueen Savajoki on Keskisen ja Sharipovan mukaan erinomainen esimerkki vesidiplomatian onnistumisesta. Kroatian ja Serbian välit olivat tulehtuneet 1990-luvulla, mutta Savajoen asioita käsittelevän komission avulla alueelle on onnistuttu rakentamaan toimiva ja epäpoliittinen yhteistyö.

Vaikka veden väheneminen uhkaa rauhaa ja turvallisuutta, Antti Rautavaara muistuttaa, että samalla vesi kuitenkin tarjoaa mahdollisuuksia yhteistyöhön ja vakauden edistämiseen. Keskinen mainitsee Lähi-idän, ja siellä erityisesti Israelin, Palestiinan ja Jordanian kiistat Jordanjoen vesistä. Gazan sota on ehkä nyt murskannut toiveet rauhasta, mutta sielläkin vesi-, ruoka- ja energiayhteistyön kautta on aiemmin onnistuttu vähentämään jännitteitä.

”Vesi virtaa maasta toiseen ja sitoo ne konkreettisesti toisiinsa. Kun veden ympärille rakennetaan teknistä yhteistyötä, rakennetaan samalla myös luottamuksen eri muotoja. Ne säteilevät parhaimmillaan positiivisesti muuhunkin alueelliseen yhteistyöhön ja saavat aikaan pitkäaikaisia, toimivia ratkaisuja”, Keskinen sanoo.

Marko Keskinen

Vesitalouden professori Insinööritieteiden korkeakoulu, Aalto-yliopisto

Katri Kauppi

Logistiikan professori Kauppakorkeakoulu, Aalto-yliopisto

Bota Sharipova

Väitöskirjatutkija

IHE-Delft Institute for Water Education

Antti Rautavaara

Vesiasioiden erityisedustaja

Suomen ulkoministeriö, Rauhanvälityskeskus

Visiot kvanttiylivoiman aikakaudesta valvottavat

Kuan Tania öisin

Riskinotto toi tutkijan Sydneystä Suomeen.

Sen tuloksena syntyi yksi maailman johtavista kvanttitietokoneiden valmistajista.

Teksti Gavin Pugh

Suomennos Annamari Typpö

Kuvat Francine Schaepper

Elettiin talvea vuonna 2018, kun Kuan Tanin puhelin alkoi surista pahaenteisesti kesken näytöksen sydneyläisessä elokuvateatterissa Australiassa. Hän tarkisti soittajan nimen puhelimen näytöltä ja kiirehti ulos vastatakseen vanhan ystävänsä ja kollegansa puheluun.

Soittaja oli Aalto-yliopiston ja VTT:n kvanttiteknologian professori Mikko Möttönen ja puhelun aiheena äkkiseltään täysin tuulesta temmatulta kuulostanut bisnesidea: ehdotus ruveta rakentamaan ja myymään kvanttitietokoneita.

”Kukaan ei tehnyt sellaista”, Kuan Tan sanoo. ”Minun oli otettava riski ja jätettävä työni Microsoftilla, jotta sain homman käyntiin. Aluksi mietin, miten asiat sujuisivat, mutta lopulta kaikki tapahtuikin hyvin nopeasti.”

Seurasi intensiivinen siemenrahoituskierros ja muutto takaisin Suomeen. Riskinotto johti yhteen startup-Suomen suurista menestystarinoista ja maineikkaan kvanttitietokoneiden valmistajan syntyyn.

Tämä ei kuitenkaan ollut ensimmäinen kerta, kun Mikko Möttönen soitti Kuan Tanille ja kosiskeli tätä Suomeen.

Sydneystä Helsinkiin ja takaisin

Kuan Tan tutustui Aalto-yliopistoon jo 2010luvun alussa, kun Mikko Möttönen toimi hänen väitöstutkimuksensa ohjaajana Sydneyssä. Aust-

raliassa syntynyt yhteistyösuhde viitoitti tietä Kuan Tanin ensimmäiselle Suomeen-muutolle. Kun Kuan Tan oli saanut väitöskirjansa valmiiksi, Möttönen kutsui hänet Kvanttilaskennan ja -laitteiden tutkimusryhmäänsä (QCD) Aaltoyliopiston teknillisen fysiikan laitokselle yhdeksi sen ensimmäisistä tutkijoista.

Vastakohta Australian kaakkoisrannikolla sijaitsevan Sydneyn lämpöön ja tunnelmaan oli jyrkkä. Nuori Kuan Tan sytytti valot tyhjään laboratorioon viileässä Otaniemessä ja tarttui ensimmäiseen työtehtäväänsä QCD-ryhmän tutkijatohtorina. Jälkeenpäin hän arvioi, että laboratoriotilan metsästäminen, laitteiden hankkiminen ja tutkimustoiminnan kasvattaminen olivat merkittäviä vaikuttimia matkalla kohti IQM:n perustamista.

”Se oli äärimmäisen haastavaa mutta yhtä lailla palkitsevaa aikaa”, Kuan Tan sanoo nyt.

”Oli suuri saavutus opetella tasapainoilemaan tieteellisen työn ja laboratorion rakentamisen välillä. Sitä voisi verrata toisen tohtorintutkinnon suorittamiseen, mutta juuri se opetti minulle niitä taitoja, joita myöhemmin tarvitsin IQM:ää skaalattaessa.”

Mutta ennen kuin IQM:stä tuli totta, Kuan Tan palasi Uuden Etelä-Walesin yliopistoon Sydneyyn jatkamaan tutkimusyhteistyötä entisen tutkimusryhmänsä kanssa. Pian tämän

jälkeen hän sai uuden sulan hattuunsa ja syyn pysytellä Australiassa, kun Microsoft kolkutteli hänen ovelleen.

”En yksinkertaisesti voinut kieltäytyä saamastani tarjouksesta”, Kuan Tan sanoo. ”Microsoft oli juuri perustamassa omaa kvanttilaskentatiimiään, eikä hankkeessa kitsasteltu rahasta. Sain vastuulleni laboratorioiden ja puhdastilojen perustamisen, mikä osoittautui jälleen kerran korvaamattomaksi kokemukseksi tiellä kohti IQM:ää. ”

Ja sitten Möttönen soitti Kuan Tanille toisen kerran.

IQM:n perustaminen

IQM:n alkutaival oli pitkä ja raskas. Kuan Tan jatkoi yli vuoden ajan päivätyötään Microsoftilla ja keräsi illat dataa sijoittajapresentaatiota varten.

Vuonna 2019 alkuperäinen ryhmä, johon kuuluivat Kuan Tan, Mikko Möttönen, IQM:n toinen toimitusjohtaja Jan Goetz ja yrityksen kansainvälisten asioiden johtaja Juha Vartiainen, oli vihdoin kerännyt tarpeeksi siemenrahoitusta hankkeen käynnistämistä varten.

Kuan Tan muistaa hyvin tärkeät virstanpylväät ajalta, jolloin nelihenkinen tiimi oli asettunut Otaniemeen. Monien startup-yritysten tavoin myös IQM:n tarina alkoi typötyhjästä huoneesta, jossa oli vain tulostin, pahvilaatikko, jossa tulostin oli tullut, ja pakillinen olutta.

”Ensimmäinen työntekijämme haastateltiin juuri sen pahvilaatikon ääressä”, Kuan Tan kertoo. ”Kyseinen henkilö on yhä yrityksessä, mutta nyt työntekijöitä on yhteensä yli 300.”

Tällä hetkellä IQM:n valikoimaan kuuluu kahden suuruusluokan kvanttitietokoneita: 5 kubitin täysimittainen Spark-tietokone ja Radiance, josta on saatavilla 20:n, 54:n ja 150 kubitin versiot korkean suorituskyvyn laskentajärjestelmiin.

Vaikka entistä isompien ja parempien tietokoneiden tutkimus- ja kehitystyö on IQM:n ydinliiketoimintaa, Kuan Tan sanoo, että myös yrityksen Resonance-kvanttitietokoneverkko on pääsemässä vauhtiin. Sen avulla tutkijat ja yritykset voivat muodostaa yhteyden IQM:n tietokoneisiin mistä päin maailmaa tahansa kvanttialgoritmien kehittämistä varten.

Suomessa on ainutlaatuista osaamista Kuan Tan työskenteli ensimmäiset viisi vuotta IQM:n teknologiajohtajana maaliskuuhun 2024 saakka.

Punnitessaan IQM:n saavutuksia ja kvanttiedun tulevaisuudennäkymiä Kuan Tan sanoo, että eniten häntä innostaa kvanttilaskennan ja tekoälyn leikkauskohta.

”Tämä on se, mikä pitää minut hereillä öisin. Me ihmiset olemme viiden rajallisen aistimme vankeja, mutta nykyaikainen multimodaalinen tekoäly ylittää nämä rajoitukset – voimme

esimerkiksi opettaa sen aistimaan infrapunaa”, Kuan Tan selittää.

”Kun tekoälyn kyvyt yhdistetään kvanttitietokoneiden tehoon, edessämme avautuu täysin uuden fysiikan maailma.”

Kuan Tanin mukaan Suomessa on ainutlaatuista osaamista matalien lämpötilojen fysiikassa, ja se oli ratkaisevaa hänen työlleen suprajohtavien kubittien parissa – juuri niiden kubittien, joita IQM:n tietokoneissa käytetään lähes absoluuttisen nollapisteen (–273,15 celsiusasteen) lämpötilassa. Superjohtavuus on ilmiö, jossa sähköä johtavan materiaalin sähkövastus häviää tietyn lämpötilan alapuolella.

Hän sanoo, että suomalaisen kvanttitutkimuksen yhteistoiminnallinen luonne tekee siitä ylivertaisen: se pystyy sovittamaan yhteen yliopistojen, tutkimuslaitosten, valtiollisten toimijoiden ja teollisten kumppaneiden pyrkimykset.

”On olemassa asiantuntijoita, jotka tietävät minua enemmän kryojäähdyttimistä ja niiden taustalla olevasta fysiikasta. Olen oppinut paljon siitä, miten tietokoneiden jäähdyttämiseen kuluvan energian määrä voidaan laskea, ja käytän tätä osaamista IQM:n teknologisen tiekartan suunnittelussa – kvanttitietokoneiden pitäisi nimittäin leikata energiankulutusta huomattavasti tavanomaisiin tietokoneisiin verrattuna”, Kuan Tan sanoo.

”Tämänkaltainen taitojen ja tietojen ristipölytys Suomessa mahdollistaa innovaatiot, joita tarvitsemme kasvun jatkumiseksi.”

OIKAISU

9. syyskuuta 2024:

Artikkelissa mainittiin alun perin virheellisesti, että IQM:llä ja VTT:llä on 70 miljoonan euron määräraha, jolla niiden on määrä rakentaa 300 kubitin kvanttitietokone vuoteen 2030 mennessä. Todellisuudessa rahoitus on myönnetty vain VTT:lle.

Lehden ilmestyessä syyskuussa 2024 VTT etsii yhä innovaatiokumppania, jonka kanssa lähteä skaalaamaan seuraavaa kvanttitietokonetta kohtia kolmeasataa kubittia.

Virheellistä tietoa sisältävä kappale on poistettu kokonaan lehden digitaalisesta versiosta, samoin jutun alkuosassa ollut viittaus 300 kubitin kvanttitietokoneen rakentamiseen tämän vuosikymmenen kuluessa.

Lisäksi artikkelissa mainittiin virheellisesti, että Kuan Tan työskentelee IQM:n teknologisena ja strategisena neuvonantajana, mutta hän ei ole enää yrityksen palveluksessa.

Toimitus pahoittelee virheitä ja julkaisee oikaisun myös Aalto University Magazinen seuraavassa numerossa.

Kevään 2024 Kuan Tan vietti sapattivapaalla Australiassa. Henkilökuvat napattiin Adelaiden uimarannalla.

Kuan Tan

• Yksi maailman johtaviin kvanttitietokoneiden valmistajiin kuuluvan IQM:n perustajista.

• Työskenteli vanhempana tutkijana Microsoftilla yhtiön kvanttiteknologiatiimin perustamisvaiheessa.

• Tuli Aalto-yliopistoon alun perin vuonna 2014 tutkijatohtoriksi teknillisen fysiikan laitoksen Kvanttilaskennan ja -laitteiden tutkimusryhmään.

On myös

• Entinen sulkapallon puoliammattilainen, joka harrastaa lajia edelleen vapaa-ajallaan.

• Perheenisä, jonka kolmas lapsi syntyi keväällä 2024.

• Mukana suositulla YouTube-videolla, jossa uidaan avannossa tarkoituksena havainnollistaa kvanttipiirijäähdyttimiä käsittelevän tutkimuksen tuloksia.

Professori Jukka Tuhkuri

tutkii jäätä Otaniemessä ja jääkentillä ympäri maailmaa.

Ihmiskunta mokasi, ja jää muuttui jo, hän sanoo. Nyt pitää ymmärtää, mitä se meille tarkoittaa.

Muuttuvan jään tulkit

Teksti Minna Hölttä

Kuvat Falklands Maritime Heritage Trust, Jukka Tuhkuri, Jaakko Kahilaniemi, Mikko Raskinen

Keisaripingviinit ovat uteliasta sakkia.

Kun Aalto-yliopiston professori, jäätutkija Jukka Tuhkuri kairasi Weddelinmeren jäällä, ryhmä mustavalkoisia, reilun metrin mittaisia lintuja seisoi tyynesti tarkkailemassa hänen ja muiden tutkijoiden puuhia.

Weddelinmeri on noin Pohjoismaiden kokoinen merialue Etelämantereen länsirannikolla. Alkuvuodesta 2022 Tuhkuri teki sinne seitsemän viikon tutkimusmatkan S.A. Agulhas II:n kyydissä, osana 65 hengen kansainvälistä Endurance22-retkikuntaa. Suurin osa heistä etsi tutkimusmatkailija Ernest Schackletonin vuonna 1915 uponneen Endurancen hylkyä, mutta mukana matkasi myös 15 jäätutkijaa.

Sukellusrobotin haravoidessa merenpohjaa kolmen kilometrin syvyydessä tutkijat laskettiin nosturilla jäälle keräämään näytteitä ja tekemään mittauksia.

Tuhkurin työväline oli jääkaira: 120 senttimetrin pituinen putki, jolla lisävarsien avulla saa kairattua jäätä jopa 3 metrin syvyydeltä.

Jääpötköistä Tuhkuri mittasi lämpötilan, tiheyden ja suolaisuuden. Ne vaikuttavat ratkaisevasti jään lujuuteen ja siihen, miten se murtuu osuessaan laivaan, siltaan tai merituulivoimalaan. Juuri jään murtumismekaniikka on Tuhkurin ryhmän erikoisalaa.

Näytteiden lämpötila oli melkein yläpintaan –1,8 celsiusastetta eli saman verran kuin meriveden jäätymislämpötila.

”Hyvin, hyvin lämmintä”, Tuhkuri sanoo.

Keisaripingviini on maailman suurin pingviinilaji, ja sitä tavataan ainoastaan Etelämantereella.

Jukka Tuhkuri (punaisessa takissa) ja James-John Matthee kairaavat jäästä putkimaista näytettä.

Kadonneet pannukakut Etelämannerta lähestyessä meressä kelluu usein tyrskyissä pyöreiksi hioutuneita jääkokkareita: pannukakkujäätä.

”Tällä reissulla ei ollut kunnon aaltoja eikä näkynyt pannukakkujakaan”, Tuhkuri harmittelee. Matkan alussa Tuhkuri vei laivan tähystyskoriin väitöskirjatutkija Andrei Sandrun kehittämän automaattisen kamerajärjestelmän. Se nappasi viiden sekunnin välein kuvan jäätilanteesta laivan etupuolella ja tallensi kuvat tietokoneen muistiin. Konenäkö analysoi kuvista jäälauttojen koon ja jääkentän peittoisuuden eli sen, miten paljon edessä oli jäätä ja avovettä. Samalla laivan kylkiin kiinnitetyt anturit havainnoivat jäiden laivan runkoon aiheuttamia kuormia.

Toisin kuin muu retkikunta, Tuhkuri toivoi kovia tuulia ja aaltoja päästäkseen havainnoimaan myrskyn ja jääkuormien yhteisvaikutusta.

Tähystyskoriin asennettu kamerajärjestelmä nappasi viiden sekunnin välein kuvan jäätilanteesta laivan etupuolella ja tallensi kuvat tietokoneen muistiin.

Myrskyä ei tullut, mutta eräänä aamuna Tuhkuri näki tietokoneelta, että anturi oli aamuyöllä rekisteröinyt huiman 775 kilonewtonin kuorman. Se on vain neljän kilonewtonin päässä aluksen suunnittelukuormasta eli voimasta, joka laivan runko on suunniteltu kestämään.

”Ryntäsin sillalle kysymään kapteenilta, mitä yöllä oli tapahtunut. Hän sanoi, ettei mitään eikä valokuvistakaan löytynyt selitystä.”

Tömähdyksen aiheuttaja jäi matkalla mysteeriksi, mutta nyt Tuhkuri uskoo tietävänsä syyn.

Kevättalvella jää lämpenee ja sen koostumus muuttuu pehmeämmäksi ja sotkuisemmaksi. Englanniksi puhutaan mädästä jäästä, suomeksi hauraasta.

Hauraus on harhaa, sanoo Tuhkuri.

”Voima on paine kertaa pinta-ala. Kun oikein kylmä vanhanajan jää törmää laivaan, paine on suuri mutta kosketuspinta-ala pieni.

Lämpimässä jäässä paine taas on pienempi, mutta kosketuspinta-ala paljon suurempi, jolloin voima saattaakin kasvaa.”

Oppikirjat uusiksi

Luonnossa jään lämpötila vaihtelee, mutta laboratorioissa sitä on vuosikymmenet tutkittu ja mallinnettu –10 celsiusasteessa.

Vuonna 2021 Tuhkurin ryhmä osoitti ensimmäisenä maailmassa, että lämpimän ja kylmän jään murtumisessa onkin eroja.

Alan oppikirjoissa opetetaan, että jää muuttuu kuormituksessa kolmella tavalla. Elastinen muutos palautuu heti, kun kuormitus loppuu. Viskoelastinen muutos kasvaa kuormituksen jatkuessa ja palautuu ajan myötä. Plastinen muutos on pysyvää.

Kun Tuhkuri kollegoineen kuormitti jäätä –0,3 celsiusasteessa, viskoelastista muutosta ei havaittu lainkaan – kasvava muutos jäikin pysyväksi.

Mitä se käytännössä tarkoittaa?

”Emme tiedä vielä”, Tuhkuri sanoo.

”Se meidän pitää seuraavaksi selvittää. Oppikirjoja ja laskentamalleja ainakin pitää päivittää.”

”Jään hauraus on harhaa.”

Kuuma kylmä paikka

Tiede on Tuhkurin uran aikana edennyt vauhdilla, myös uusien menetelmien ansiosta. Säröjen muodostumista seurataan professori Sven Bossuytin kehittämien digitaalisten kuvakorrelaatiomenetelmien avulla. Apulaisprofessori Arttu Polojärvi tutkii jäiden liikkeiden vaikutusta merituulivoimaloihin simulaatioilla, joiden tarkkuus on maailman huippua. Suuren sisäjääaltaan ansiosta Aallossa voidaan tehdä kokeellista tutkimusta, joka ei olisi mahdollista missään muualla.

Tulijoita on ympäri maailmaa, ja yhteistyötä tehdään joka suuntaan, Tuhkuri kertoo.

”Meistä on tullut kuuma kylmä paikka. Ilmastonmuutos on tehnyt alasta entistä ajankohtaisemman.”

Jään materiaaliominaisuuksien rinnalla muuttuvat arktisten alueiden jääolosuhteet. Kiinteän jään ja avomeren välillä on normaalisti kapea reunavyöhyke, jossa aaltojen seassa ajelehtii jäälauttoja. Nyt kiinteä jää vähenee ja reunavyöhykkeet laajenevat. Tuhkuri pelkää, että sen myötä arktisille vesille uskaltautuu yhä useammin laivoja, joita ei ole suunniteltu kestämään jääkuormien moukarointia.

”Emme vielä tunne reunavyöhykkeiden olosuhteita riittävän hyvin. Mutta jo Shackleton ymmärsi, että jäiden ja aallokon seassa on vaarallista.”

Mitä Tuhkuri haluaisi kaikkien työstään ymmärtävän?

”Mokasimme, ja jää muuttui jo. Nyt meidän pitää selvittää, mitä se tarkoittaa ympäristölle ja yhteiskunnalle. Ilmastonmuutoksen tutkiminen ja sen jarruttaminen on tärkeää, mutta tieteen avulla pitää myös löytää keinoja sopeutua uusiin olosuhteisiin.”

Jukka Tuhkuri piti tutkimusmatkastaan Kohti Etelämannerta -blogia.

Se sai niin innostuneen vastaanoton, että hän päätti kirjoittaa matkasta kokonaisen kirjan.

Jään voima. Kertomus Endurancen uppoamisesta ja löytämisestä julkaistaan syyskuun lopulla.

Jukka Tuhkuri seuraa, mitä automaattikamera kertoo jäästä.

Maailman suurin sisäjääallas

Jäätutkijalle jää ei koskaan ole vain jäätä – niin monimutkainen materiaali se on ja niin paljon eri jäätyypit eroavat toisistaan. Tiivistyneestä lumesta muodostunut jäätikköjää on esimerkiksi höttöisempää kuin vedestä syntynyt kelluva jää. Suolainen jää on huokoisempaa kuin makeasta vedestä muodostunut jää ja siksi heikompaa.

Otaniemessä professori Jukka Tuhkuri ja hänen kollegansa tutkivat jäätä Aallon kahdessa jääaltaassa. Aalto Ice and Wave Tankin koko on 40 x 40 metriä ja syvyys 2,8 metriä. Se on pinta-alaltaan maailman suurin sisäjääallas, jossa testataan jäisissä olosuhteissa laivoja ja muita merirakenteita sekä jään ominaisuuksia ja murtumista.

Valtavan altaan vesi ei ole suolaista kuin merivesi vaan tavallista kraanavettä.

”Suolaa tarvittaisiin useita kuorma-auton lavallisia, ja suolainen vesi myös kuluttaa altaan rakenteita”, Tuhkuri sanoo.

Merijääkokeita tehdään pienemmässä 2 x 4 metrin kokoisessa altaassa, tukevasti eristetyssä ja raskaan erikoisoven suojaamassa kylmähuoneessa. Allas ja

merijään kasvattamisessa tarvittava laitteisto on väitöskirjatutkija Sid Oksalan suunnittelema ja rakentama.

Jään kiderakenne paljastuu hieestä: hyvin ohuesta, hiomalla valmistetusta näytepalasta. Hiettä varten kylmähuoneen lämpötila lasketaan –18 celsiusasteeseen. Lämpimämmässä ei saada kunnollisia näytteitä ja kylmemmässä tavarat alkavat tippua tutkijoiden käsistä.

Kun kelluva jää saa jäätyä rauhassa, siitä tulee pylväskiteistä eli kiteet kasvavat pinnalta alaspäin. Kiteet ovat noin sormen paksuisia ja yhtä pitkiä kuin jää on paksua.

Makean veden jään pylväskiteet ovat selkeärajaisia ja muistuttavat paljon toisiaan. Suolaisesta vedestä syntyneet kiteet taas ovat epätasaisempia ja keskenään hyvin erilaisia.

”Suolaisessa jäässä veden epäpuhtaudet ja ilmakuplat jäävät osittain kiteiden sisään”, Tuhkuri selittää.

”Siksi makea ja suolainen jää eroavat niin paljon toisistaan.”

Jään kiderakenne paljastuu hieestä

eli hyvin ohueksi leikatusta näytepalasta. Valokuvaaja Jaakko Kahilaniemi asetti hieet polarisoivien eli valoa taittavien linssien väliin. Näin kiteet saivat kuvissa hehkuvat värinsä.

Aalto Ice and Wave Tankin koko on 40 x 40 metriä ja syvyys 2,8 metriä.

TIETEESTÄ

Suomen ainoa radio-observatorio selvittää avaruuden salaisuuksia

Kirkkonummella sijaitseva Metsähovi kerää tietoa muun muassa Auringosta, kvasaareista ja mustista aukoista. Samalla koulutetaan tulevaisuuden avaruusosaajia.

Teksti Ira Matilainen

Kuvat Mikko Raskinen

Mutkaisen maalaistien päässä sijaitsee aidattu alue, jonka porteista ei ole asiaa, jos laitteistaan ei sulje puhelinverkkoa, datayhteyttä, langatonta verkkoa ja Bluetoothia – täällä vallitsee täydellinen radiohiljaisuus.

Kirkkonummella sijaitseva Metsähovin radio-observatorio on Suomessa ainoa laatuaan, ja se on ollut mukana monissa merkittävissä kansainvälisissä avaruusprojekteissa.

Radio-observatorion maamerkki on jättimäistä golfpalloa muistuttava kupu. Se kätkee sisälleen Metsähovin kruununjalokiven, 14-metrisen radioteleskoopin, joka on havainnoinut avaruutta kuuliaisesti jo 50 vuotta.

Mukana mustan aukon kuvaamisessa Metsähovin tutkimuksen pääalueita ovat Auringon millimetri- ja mikroaaltosäteily, muuttuvat kvasaarit – eli etäisten galaksien aktiiviset ytimet – sekä pitkäkantainterferometria (VLBI).

VLBI-tekniikassa eri puolilla maailmaa olevat radioteleskoopit toimivat yhtenä maapallon kokoisena teleskooppina. Tekniikka mahdollisti esimerkiksi ensimmäiset kuvat mustasta aukosta, joiden laatimisessa Metsähovi oli mukana.

Lähivuosina Metsähovissa on luvassa paljon uudistuksia. Yksi niistä on 14-metrisen radioteleskoopin uusi vastaanotin, joka asennetaan ensi vuonna. Vastaanotin on teleskoopin sydän, joten uusinta tekniikkaa edustava laite tulee

mullistamaan Metsähovissa tehtävät havainnot ja mahdollistaa uudenlaisen tutkimuksen niin kansainvälisissä verkostoissa kuin yksinäänkin.

Radioteleskooppiprojektista käytännön osaamista

Hiljattain Metsähovin pihamaalle on alkanut nousta pienempiä, 5,5-metrisiä teleskooppeja. MCA, eli Metsähovi Compact Array, on useamman radioteleskoopin kokonaisuus, jossa on ollut mukana opiskelijoita eri aloilta jo suunnittelu- ja rakennusvaiheessa. Projekti on monialaisuudessaan ja käytännön opetuksessaan varsin ainutlaatuinen, eikä vastaavanlaisia esimerkkejä juuri löydy Euroopasta.

Aalto-yliopistossa avaruustiedettä ja -tekniikkaa opiskeleva Jere Raassina ohjelmoi MCA-projektissa käytettyjen yksittäisten teleskooppien ohjausohjelman. Raassinan ohjelmistolla usean antennin kokonaisuutta voi ohjata suorittamaan mittauksia automaattisesti tai niille voi antaa yksittäisiä käskyjä, kuten suunnata antenni tiettyyn kohteeseen tai laittaa datantallennus päälle. Raassinan mielestä parasta projektissa oli se, että hän pääsi konkreettisesti hyödyntämään omaa osaamistaan.

”Mieleeni ovat jääneet hetket, jolloin sain jonkin uuden asian toimimaan. Esimerkiksi, kun sain läppäriltäni liikutettua antenneja tai kun näin ensimmäisistä mittauksista saadut datat”, hän kertoo.

TIETEESTÄ Mahdottoman

Myös pienemmillä teleskoopeilla voidaan hyödyntää VLBI-tekniikkaa eli myös ne voidaan yhdistää muihin maailman teleskooppeihin yhdeksi jättiteleskoopiksi.

MCA-projektin neljästä radioteleskoopista kaksi on jo toimintakunnossa.

”Kun radioteleskoopit saadaan kytkettyä yhteen ja lisää teleskooppeja valmiiksi, avautuu aivan uusia tutkimusmahdollisuuksia. Sitä ennenkin laitteisto on aktiivisessa käytössä, kun sen rakentamiseen ja kehittämiseen osallistuu eri alojen opiskelijoita, joille projekti mahdollistaa työskentelyn radioteleskooppien parissa”, Metsähovin johtaja Joni Tammi sanoo.

Nuorten innostus tarttuu

Metsähovissa paiskitaan aktiivisesti töitä sen eteen, että Suomessa riittää avaruusosaajia myös tulevaisuudessa. MCA-teleskooppien myötä on avautunut lisää mahdollisuuksia yhteistyöhön koulujen kanssa.

Joni Tammen omaan uravalintaan vaikutti paljon, kun hän pääsi teini-iässä tapaamaan avaruustutkijoita. Hän haluaakin kannustaa nuoria alalle kertomalla tutkimuksesta ja tutkijan työstä. Nuorten innostus muistuttaa myös siitä, mikä hänet itsensä aikoinaan alalle ajoi. ”Rahoitushakujen ja laadunvarmistusprojektien keskellä tarvitsee silloin tällöin muistutuksia siitä, että tässä pääsee ensimmäisten joukossa kuulemaan tai selvittämään äärimmäisen kiinnostavia asioita”, Tammi kertoo.

Yksi näistä innokkaista nuorista on Jokirinteen koulun yhdeksäsluokkalainen

Anna Casella, joka suoritti TET-harjoittelunsa Metsähovissa.

Avaruus on kiinnostanut Kirkkonummella asuvaa Casellaa jo alakoulusta lähtien, mutta ennen hänen koulunsa ja Metsähovin yhteistyötä hän ei tiennyt, että kotikunnasta löytyy maan ainoa radio-observatorio.

Casella pääsi harjoittelussaan tutustumaan observatorion toimintaan, esittelemään havaintojen tekoa etänä lukiolaisten teknologiatapahtumassa sekä auttamaan teleskoopin 3D-mallin rakentamisessa. Malli on esillä Aalto-yliopiston Designs for a Cooler Planet -näyttelyssä syksyllä.

”Minulla oli jo aiemmin käsitys, että jotain avaruuteen tai tekniikkaan liittyvää haluaisin opiskella. Harjoittelu vahvisti tämän olevan sitä, mistä tykkään”, Casella kertoo.

Entä millaista on ollut viettää päivät radiohiljaisuudessa ilman puhelinta?

”Ei ole ollut yhtään vaikeaa! On ollut ihanaa, ettei ole ollut mahdollisuutta päästä katsomaan puhelinta.”

Metsähovin radio-observatorio

• Aloitti toimintansa 11.4.1974 ja viettää tänä vuonna 50-vuotisjuhliaan.

• Toimi aluksi radiotutkimusasemana, mutta on siirtynyt observatoriotoimintaan, jossa myös opetetaan radioastronomiaan ja avaruuteen liittyvää radiotekniikkaa.

• Tutkimuksen kolme pääaluetta: aktiivisten galaksien tutkimus, Auringon radiomonitorointi sekä kansainväliset radioteleskooppiverkostojen yhteishavainnot.

• Yksi harvoista paikoista maailmassa, jossa keskitytään aktiivisten galaksien ja Auringon muuttuvuuden pitkäaikaiseen monitorointiin korkeilla radiotaajuuksilla –ilman näitä havaintoja ei esimerkiksi voitaisi sanoa, onko jokin yksittäinen havainto normaalia käyttäytymistä vai poikkeustapaus.

• Aiemmin 24/7-havainnointi vaati henkilöstöltä läsnäoloa kellon ympäri, mutta etäyhteyksien ja automaation ansiosta tutkijat voivat nykyään toisinaan myös nukkua havaintovuoronsa aikana.

Kengänpohjallisia puuvaahdosta

Kengänpohjallisia puuvaahdosta

Opiskelijat kehittivät sisäpohjan prototyypin, joka taipuu, kestää kosteutta ja tuntuu pehmeältä ihoa vasten. Suomalainen ken käyritys VIBAe otti materiaalin testikäyttöön.

Teksti Minna Tiainen

Aalto-yliopiston opiskelijat ovat kehittäneet puupohjaisen materiaalin, joka soveltuu kenkien sisäpohjaksi. Uudenlaisen pohjal lisen erityinen ansio on sen kyky sietää toistuvaa kuormitusta, mikä on aiemmin ollut haaste vaahtomaisille biomateriaaleille.

Materiaali syntyi yhdeksän kuukauden mittaisella tuotekehityksen PDP-kurssilla, jossa insinööri- ja taideopiskelijat työskente livät yhdessä.

Projektipäällikkö, insinööritieteiden opiskelija Taha Qureshi kertoo, että pohjalliset valmistetaan kuumapuristusprosessilla, ja niitä on testattu käytössä. Pohjallisten kerroksellinen rakenne yhdistää kovan, biohajoavan materiaalin ja pehmeän täytemate riaalin, mikä tekee niistä mukavia ja kestäviä.

Innovaatio perustuu teknillisen fysiikan laitoksella tehtyyn vaahtomaisten aineiden perustutkimukseen, joka on viime vuosina keskittynyt korvaamaan muovia puupohjaisilla materiaaleilla. Niiden solumainen rakenne tekee materiaalista lujan ja lämpöä eristävän, mutta haasteena on ollut toistuvan rasituksen kestävyys. Nyt opiskelijat ovat onnistuneet luomaan öljypohjaisille muoveille toimivan puuvaihtoehdon. Pohjalliselle on haettu patenttia Suomessa.

Suomalainen kenkäyritys VIBAe testaa nyt uusia pohjallisia, ja tavoitteena on saada ne myyntiin reilun vuoden kuluttua. Yrityk sen edustaja Kalle Gummerus toivoo, että uusi materiaali korvaa polyuretaanin, joka on heidän valmistamiensa kenkien ainoa epäekologinen osa.

Projekti on jatkoa aiemmalle FoamWood-projektille, jonka myötä syntyi Woamy Oy. Uusi pohjallinen esiteltiin Aalto-yliopiston PDP-gaalassa toukokuussa, jossa se keräsi positiivista huomiota.

Pohjalliset olivat näytteillä Aalto-yliopiston PDP-gaalassa.

Pohjallisessa on useita kerroksia. Violetti kerros on paranneltua Woamy-vaahtoa, sinisessä kerroksessa vaahtoon on lisätty puuvillaa ja alimmaisessa hamppua. Kuva: Taha Qureshi / Aalto-yliopisto

Pohjalliset olivat näytteillä Aalto-yliopiston PDP-gaalassa. Kuva: Adela Navratilova / Aalto-yliopisto

Aalto-yliopiston opiskelijat ovat kehittäneet puupohjaisen materiaalin, joka soveltuu kenkien sisäpohjaksi. Uudenlaisen pohjallisen erityinen ansio on sen kyky sietää toistuvaa kuormitusta, mikä on aiemmin ollut haaste vaahtomaisille biomateriaaleille.

Materiaali syntyi yhdeksän kuukauden mittaisella tuotekehityksen PDP-kurssilla, jossa insinööri- ja taideopiskelijat työskentelivät yhdessä.

Projektipäällikkö, insinööritieteiden opiskelija Taha Qureshi kertoo, että pohjalliset valmistetaan kuumapuristusprosessilla, ja niitä on testattu käytössä. Pohjallisten kerroksellinen rakenne yhdistää kovan, biohajoavan materiaalin ja pehmeän täytemateriaalin, mikä tekee niistä mukavia ja kestäviä.

Innovaatio perustuu teknillisen fysiikan laitoksella tehtyyn vaahtomaisten aineiden perustutkimukseen, joka on viime vuosina keskittynyt korvaamaan muovia puupohjaisilla materiaaleilla. Niiden solumainen rakenne tekee materiaalista lujan ja lämpöä eristävän, mutta haasteena on ollut toistuvan rasituksen kestävyys. Nyt opiskelijat ovat onnistuneet luomaan öljypohjaisille muoveille toimivan puuvaihtoehdon. Pohjalliselle on haettu patenttia Suomessa.

Suomalainen kenkäyritys VIBAe testaa nyt uusia pohjallisia, ja tavoitteena on saada ne myyntiin reilun vuoden kuluttua. Yrityksen edustaja Kalle Gummerus toivoo, että uusi materiaali korvaa polyuretaanin, joka on heidän valmistamiensa kenkien ainoa epäekologinen osa.

Projekti on jatkoa aiemmalle FoamWoodprojektille, jonka myötä syntyi Woamy Oy. Otaniemessä toimiva yritys valmistaa selluloosapohjaisia muovittomia vaahtoja.

Uusi pohjallinen esiteltiin Aalto-yliopiston PDP-gaalassa toukokuussa, jossa se keräsi positiivista huomiota.

Pohjallisessa on useita kerroksia. Violetti kerros on paranneltua Woamy-vaahtoa, sinisessä kerroksessa vaahtoon on lisätty puuvillaa ja alimmaisessa hamppua. Kuva: Taha Qureshi

Adela Navratilova

Teksti Minna Tiainen

Tulevaisuuden tekstiilit reagoivat valoon ja lämpöön

Yhteispohjoismainen hanke kehittää

valoon ja lämpöön reagoivia tekstiilejä. Tulevaisuudessa verhot voivat säädellä huoneen lämpötilaa, vaatteet seurata verenpainetta ja puuvilla puhdistua auringonvalossa.

Teksti Joanna Sinclair

Kuva Michael Damsgaard

Mitä e-tekstiilit ja älytekstiilit ovat – ja miten ne eroavat toisistaan?

Professorit Jaana Vapaavuori ja Anne Louise Bang toteavat, että vastaus riippuu täysin siitä, keneltä kysyy. He edustavat NordForskin rahoittamaa Beyond E-textiles -tutkimushanketta, joka yhdistää tutkijoita niin monilta eri tieteenaloilta, että kollegat kutsuvat heidän työskentelyään ’radikaaliksi monitieteisyydeksi’.

Ryhmän työ pohjautuu lankoihin, joissa on valoon reagoivia molekyylejä ja nanopartikkeleita, sekä muotomuistilankoihin. Niistä voidaan kutoa kankaita, jotka esimerkiksi muuntavat valon lämmöksi tai liikkeeksi.

”Työmme perustuu sen visioimiseen, mitä voisi olla”, sanoo hankkeen johtaja, apulaisprofessori Vapaavuori Aalto-yliopiston kemian ja materiaalitieteen laitokselta.

”E-tekstiileissä on elektroniikkaa. Me pyrimme ohittamaan sähköpiirien tarpeen”, lisää Bang, muotoilun ja kestävän kehityksen apulaisprofessori VIA University Collegesta Tanskasta.

Jos vaatteissa on elektroniikkaa, kuten vaikkapa lämmitetyissä hanskoissa, puhutaan usein e-tekstiileistä. Kankaita, jotka reagoivat ympäristöolosuhteisiin, kutsutaan puolestaan tyypillisesti älytekstiileiksi. Molempia termejä käytetään usein myös toistensa synonyymeinä.

”Tutkijapiireissä ei ole asiasta minkäänlaista yksimielisyyttä”, Bang huomauttaa.

”Aiheesta heräsi kerran äärimmäisen innokas väittely tutkimusryhmämme bussimatkalla. Jopa tiivistä tutkimusyhteistyötä tekevät tahot voivat olla täysin eri mieltä”, Vapaavuori lisää nauraen.

APULAISPROFESSORI JAANA

VAPAAVUORI johtaa Kemian tekniikan korkeakoulussa Multifunctional Materials Design (MMD) -tutkimusryhmää, joka keskittyy pehmeiden materiaalien ja epäorgaanis-orgaanisten hybridien kokeellisiin tutkimuksiin. Hänen tutkimustyönsä liittyy esimerkiksi bioperäisten aurinkokennojen sekä monitoiminnallisten materiaalien ja pintojen luomiseen.

”Minusta termejä voi käyttää synonyymeinä. Tai puhua vain toiminnallisista tekstiileistä – se on hyvä kattotermi kaikille kankaille, jotka tarjoavat muitakin toimintoja kuin suojaa ja keinon ilmaista itseään”, Vapaavuori sanoo.

Keksintöjä kaikkien arkeen

Monet olemassa olevat e-tekstiilit on kehitetty yksinomaan teknologisista näkökulmista. Niitä voi olla vaikea puhdistaa ja käyttää uudelleen – ja niiden estetiikasta voidaan olla montaa mieltä.

Beyond E-textiles -tutkijoiden asiantuntemus ulottuu kemiantekniikasta tekstiilisuunnitteluun ja taiteeseen.

Heidän tavoitteenaan on luoda ratkaisuja, joilla on merkittävä yhteiskunnallinen vaikutus osana kaikkien arkea.

”Kehitämme lankoja, joiden avulla esimerkiksi verhoissa, matoissa ja seinäpeitteissä käytettäviin tekstiileihin saadaan uusia toiminnallisuuksia. Niistä voisi olla hyötyä esimerkiksi sisälämpötilan säätelyssä: ne voisivat viilentää rakennuksia kesällä ja tarjota kestävämpää lämmitystä talvella”, Jaana Vapaavuori sanoo.

”Uudet langat voisivat mahdollistaa myös monenlaisia uusia toiminnallisia vaatteita, kuten kompressiosukkia, jotka kohdistavat painetta dynaamisemmin ja tarkemmin”, hän jatkaa.

Tällä hetkellä heidän tärkein tavoitteensa on kuitenkin luoda mahdollisimman monenlaisia kuviteltavissa olevia käyttötapoja uusille materiaaleille.

”Haluamme pysyä avoimina täysin uudenlaisille sovelluksille”, Vapaavuori painottaa.

Anne Louise Bang sanoo, että ryhmä tutkii myös staattista sähköä.

”Jaanan tiimi luo yhteistyössä fysiikan laitoksen tietojenkäsittelyasiantuntijoiden kanssa algoritmia, jonka avulla tiimimme Tanskassa voi kutoa eri tavalla staattista sähköä varaavia

MUOTOILUN JA KESTÄVÄN KEHITYKSEN

VANHEMPI APULAISPROFESSORI

ANNE LOUISE BANG työskentelee VIA University Collegen luovien alojen keskuksessa Tanskassa. Hänen tutkimuksensa keskittyy innovatiiviseen tekstiilisuunnitteluun, materiaaleihin, teknologiaan ja kestävään kehitykseen. Bang on taustaltaan tekstiilisuunnittelija ja kutoja, hän on myös professori II Kaakkois-Norjan yliopistossa.

kankaita. Tarkoituksenamme on selvittää, voisiko sitä sähköä käyttää muuhunkin kuin rätisevän tai poksahtavan äänen tuottamiseen”, Bang huomauttaa.

”Suurin osa työstämme keskittyy kankaisiin, jotka toimivat suoraan auringonvalon, ympäröivän valon tai lämpötilaerojen avulla. Kollegamme Turussa kehittävät itsestään puhdistuvaa puuvillaa valoherkän pinnoitteen avulla ja meillä on tutkijoita, jotka tutkivat UV-voimalla toimivia vedenpuhdistusverkkoja”, hän toteaa.

”Mutta meillä on myös tutkijoita, jotka keskittyvät pääasiassa estetiikkaan tai kestävyyteen, he etsivät esimerkiksi menetelmiä värjätä ja painaa kankaita ruokajätteillä”, Bang lisää.

Luottamus on onnistumisen edellytys Beyond E-textiles -hankkeessa ei tehdä kehitystyötä tutkimusalueiden mukaan määritellyissä siiloissa, vaan yhteistyössä yli osaamisalueiden.

”Meillä on luonnollisesti tulostavoitteita, mutta hankkeessamme ei käytetä työpaketteja. Tutkimme ja kehitämme prototyyppejä rinnakkain. Se auttaa meitä oppimaan toinen toisiltamme ja kannustaa innovaatioihin”, Bang sanoo.

”Emme odota, että Jaanan ryhmä viimeistelee lämpöön ja valoon reagoivat langat ennen kuin alamme kutoa kankaita. Hyödynnämme olemassa olevia älylankoja prototyyppien valmistuksessa ja jaamme Jaanan tiimille oivalluksia jatkojalostettavaksi. Kollegamme Islannissa eivät myöskään odota valmiita älykankaita ennen kuin he ryhtyvät luomaan tulevaisuuden skenaarioita”, Bang kertoo.

Hankkeen tutkijoilla on yhteinen etäkokous joka toinen viikko, ja he tapaavat kasvotusten vähintään kahdesti vuodessa. Eri alojen tutkijoista on muodostunut hyvin tiivis ryhmä.

”Sujuva työskentely näin monialaisessa ryhmässä vaatii paljon luottamusta. Meillä sitä löytyy, koska Jaana on loistava projektijohtaja. Työmenetelmistämme on tullut eräänlainen malliesimerkki monille kollegoilleni. He ovat jo ehdottaneet niiden soveltamista muissa hankkeissa”, Anne Louise Bang kuvailee.

”Luottamuksen merkitys on ollut yksi keskeisimmistä opeistamme tässä hankkeessa”, Jaana Vapaavuori sanoo.

Hankkeessa on myös monia eettisiä kysymyksiä pohdittavana.

”Vaatteet, jotka tarkkailevat käyttäjänsä liikkumista ovat hyvä esimerkki. Ne voivat

”Suurin osa työstämme keskittyy kankaisiin, jotka toimivat suoraan auringonvalon, ympäröivän valon tai lämpötilaerojen avulla.”

tuoda ikäihmisten hoitoon mielenrauhaa, mutta ne herättävät huolta tietosuojasta”, Vapaavuori sanoo.

”Sama koskee lastenvaatteissa käytettäviä älytekstiilejä”, Bang lisää.

”UV-reaktiiviset paidat, jotka varoittavat vanhempia taaperoiden auringonvalolle altistumisesta, ovat yhä suositumpia. Voisimme kehittää vaikka minkälaisia toiminnallisia vaatteita seuraamaan jälkeläistemme vointia –mutta mihin vedämme rajan vanhempien valvonnalle?”

Eettisten kysymysten lisäksi hankkeen tutkijoilla on tärkeä taustatavoite, joka on pidettävä mielessä:

”Monet tekstiilit kuormittavat ympäristöä tolkuttomasti. Me haluamme auttaa vähentämään turhaa kulutusta kehittämällä tekstiilejä, joihin ihmiset kiintyvät ja joita he käyttävät mahdollisimman pitkään”, Vapaavuori sanoo.

Hankkeen monitieteiseen työhön voi tutustua Entangled – Reimagining Textile Functionalities -näyttelyssä Marsio-rakennuksessa Otaniemessä. Näyttely on osa Designs for a Cooler Planet -festivaalia 6.9.–3.10.2024.

Beyond E-textiles -tutkimushanke

• Kehittää älytekstiilejä, jotka eivät vaadi sähköpiirejä, vaan muuntavat lämmön, auringonvalon, tai muun ympäröivän valon suoraan hyödylliseksi toiminnaksi: esimerkiksi aurinkopohjaiseksi kuivapesuksi, vaatteiden desinfioinniksi, valoa kerääviksi teltoiksi tai mukautuviksi verhoiksi.

• Tutkijoita Aalto- yliopistosta, Turun yliopistosta, VIA University Collegesta, Boråsin yliopistosta ja Islannin taideyliopistosta.

• Rahoittajana yhteispohjoismainen NordForsk, joka toimii Pohjoismaiden ministerineuvoston alaisuudessa.

Tiedekasvatusta Otaniemestä Ukrainaan

Aalto-yliopisto Junior järjesti sarjan

etätyöpajoja Kryvyi Rihin kouluihin.

Teksti Heidi Simppala

Kuva

Kryvyi Rihin koulujen oppilaat

Aalto-yliopisto Juniorin monialaiset työpajat ylittävät päivittäin aihealueiden rajoja, mutta nyt myös valtioiden rajoja. Idea yhteistyöstä syntyi, kun ukrainalaiset tiedekasvattajat vierailivat Otaniemessä ja vaikuttuivat Juniorin toiminnasta. He halusivat tarjota oppilailleen vastaavanlaisia tiedetyöpajoja.

Sotatilan vuoksi suuri osa Ukrainan keskiosassa sijaitsevan Kryvyi Rihin kaupungin koulujen opetuksesta tapahtuu verkossa.

Vaikka myös Juniorin työpajat välitettiin etäyhteydellä, oppilaat kokoontuivat seuraamaan niitä kouluille yhdessä.

Kemian opettaja Inna Kazantseva Kryvyi Rihin lyseosta numero 81 kertoo, että oppilaat nauttivat työpajoista, koska he saivat työskennellä yhdessä luokkatovereidensa kanssa.

Osa työpajoista keskeytyi ilmahälytyksen vuoksi. Silloin siirryttiin pommisuojaan, jossa opiskelua jatkettiin.

”Jos sireeni soi, lapset siirtyvät pommisuojaan, mutta opetusprosessi ei pysähdy”, sanoo kirjallisuuden opettaja Bogomanova Iryna Vitalyivna Kryvyi Rihin lyseosta nro 24.

Opettajat kertovat oppineensa työskentelemään poikkeusoloissa. Se on vaikeaa, mutta ei mahdotonta.

Kannustusta luonnontieteiden pariin Ukrainalaisten opettajien Otaniemen-vierailu ja yhteistyö oli osa Ukrainan valtion talousja teknologiayliopiston Stem & School Day -hanketta. Tavoitteena on lisätä koululaisten kiinnostusta luonnontieteisiin ja kehittää heidän tutkimustaitojaan.

Apulaisprofessori Dmytro Popolovin mukaan teknisillä aloilla on pulaa hakijoista, koska koululaiset eivät ole kiinnostuneita matematiikasta, fysiikasta ja kemiasta.

Aalto-yliopisto Juniorin toiminta vastaa tähän haasteeseen.

STEM-opetuksen kehittäminen Ukrainan kouluissa on alkuvaiheessa, ja sota on hidastanut työtä. STEM tarkoittaa luonnontieteitä, teknologiaa, insinööritieteitä ja matematiikkaa (science, technology, engineering, mathematics). Opetusta kehitetään eri tieteenaloja yhdistävien projektien kautta, joissa teoriaa sovelletaan käytäntöön. Koulut tekevät yhteistyötä yliopistojen kanssa ja hyödyntävät yliopistojen laboratoriotiloja.

Juniorin etätyöpajoissa puhuttiin muun muassa kiertotaloudesta ja tutustuttiin Aaltoyliopistossa kehitettyyn Ioncell-teknologiaan, jolla valmistetaan ekologista tekstiilikuitua. Koululaiset valmistivat biohajoavaa muovia, koska sen tekeminen onnistuu ilman erityisiä laitteita ja kemikaaleja. Työpajoja ohjasivat Aalto-yliopiston opiskelijat.

Suomessa lasten ja nuorten STEM-opetusta edistää LUMA-keskus Suomi -verkosto, johon myös Aalto-yliopisto Junior kuuluu. Aalto-yliopisto Junior toimii yliopiston ja koulumaailman välillä inspiroiden ja edistäen kauppatieteiden, taiteiden, teknologian ja luonnontieteiden oppimista sekä opetusta. Toimintamuotoja ovat opintokäynnit, leirit, tapahtumat, kurssit ja kilpailut, joiden kohderyhmänä ovat lapset, nuoret, opettajat, koululaisryhmät ja perheet.

Tervemenoa pikamuoti

Teksti Joanna Sinclair

Kuva Studio Jenni & Jukka

Professori Kirsi Niinimäki ei säästele sanojaan pikamuodista puhuessaan.

”Nykytilanne on täysin kestämätön Vaatteita paitsi ostetaan, myös tuotetaan aivan liikaa. Jopa 20–30 prosenttia valmistetuista vaatteista ei koskaan edes päädy kuluttajille.”

Tekstiilijätteeksi päätyy käsittämättömän suuri määrä vaatteita, joita on käytetty hyvin vähän tai ei ollenkaan.

Tilanteeseen on onneksi tulossa muutos. EU:n uuden tekstiilistrategian myötä vaatteet suunnitellaan kestämään kauemmin, niitä tuotetaan ja ostetaan vähemmän – ja kaikki tekstiilijäte otetaan talteen ja kierrätetään esimerkiksi uudeksi kuiduksi.

EU:ssa tekstiilituotannon siirtymää kiertotalouteen tuetaan muun muassa Horisontti Eurooppa -ohjelman hankkeilla, joissa tunnetut brändit, valmistajat, tavarantoimittajat ja tutkimuslaitokset etsivät yhdessä ratkaisuja vaateteollisuuden kestävyyshaasteisiin. Aalto-yliopisto tekee hankkeiden puitteissa erityisen tiivistä yhteistyötä urheiluvaatebrändi Adidaksen kanssa.

Horisontti-hankkeilla hoputetaan muutosta

Keväällä 2024 päättyneessä New Cotton Project -hankkeessa luotiin malli siitä, miten kiertotalous voi toimia kaupallisessa vaatesuunnittelussa ja -tuotannossa. T-REX-hankkeessa muodostetaan puolestaan EU-tason suunnitelma kotitalouksien tekstiilijätteen kierrätyksestä ja lajittelusta. Juuri alkaneessa, vuoteen 2028 jatkuvassa CELLFIL-projektissa selvitetään, voisivatko uudet biopohjaiset ja kierrätykseen kelpaavat kuidut korvata polyester- tai puuvillakuituja eri tekstiilisektoreilla. Kuitujen raaka-aineena käytetään muun muassa ruokatuotannon sivuvirtoja.

”Kaikilla näillä hankkeilla halutaan vauhdittaa kestävän kehityksen prosesseja ja saada uudet innovaatiot nopeasti yritysmaailman kaupallistettaviksi”, Niinimäki kertoo.

Aalto-yliopisto vauhdittaa kiertotaloutta EU-projekteissa, joissa tehdään yhteistyötä tunnettujen kuluttajabrändien, kuten Adidaksen, kanssa.

Adidaksen vetämässä T-REX-hankkeessa Aalto-yliopisto johtaa kokonaisuutta, joka käsittelee kansalaisten sitoutumista kierrättämiseen sekä tiedon siirtämistä ja viestintää. Aalto vastaa myös hankkeessa tehtävästä kemiallisten kierrätysprosessien sosiaalisesta elinkaariarvioinnista. T-REX on lyhenne sanoista Textile Recycling Excellence.

”Meillä on projektissa tärkeä rooli, sillä kemiallisten kierrätysprosessien elinkaariarvioille on akuutti tarve. EU valmistelee direktiiviä, joka vähentäisi viherpesua ja estäisi harhaanjohtavien ympäristöväittämien käytön markkinoinnissa. Direktiivin vaatimuksiin voidaan vastata muun muassa luotettavilla elinkaariarvioilla”, Niinimäki sanoo.

”Lisäksi laadimme suunnittelijoille ohjeistusta siitä, miten tekstiilijätteen kierto otetaan huomioon jo vaatteen suunnitteluvaiheessa. Vaatteiden tulee olla kestäviä, korjattavissa – ja niissä käytettyjen tekstiilien täysin kierrätettävissä vaatteiden elinkaaren lopussa. Se asettaa paljon vaatimuksia esimerkiksi sille, mitä kuituyhdistelmiä voidaan käyttää.”

Tietoa, josta koko kenttä hyötyy Tutkimushankkeissa tuotettua tietoa halutaan jakaa mahdollisimman nopeasti kaikille kiinnostuneille.

”Hankkeisiin osallistuvat yritykset, kuten Adidas ja HM Group, saavat arvokasta käytännön kokemusta siitä, miten vaatteita voidaan tuottaa kiertotalouden keinoin – mutta missään nimessä tarkoitus ei ole pantata yhtäkään tärkeää oivallusta muilta alan yrityksiltä. Päinvastoin. Tuotamme tietoa, joka hyödyttää koko kenttää”, Niinimäki painottaa.

”Olemme myös luoneet kaikille avoimen MOOC-verkkokurssin tekstiilialan kiertotaloudesta. Englanninkielisen kurssin käytyään tietää jo aika paljon.”

Kurssi on osoitteessa circulartextiles.aalto.fi.

Lisäksi hankkeiden keskeisiä tutkijoita on kuultu moneen otteeseen EU:n tekstiilistrategian kehittämisprosessissa.

”Olemme esimerkiksi jakaneet näkemyksemme siitä, millä aikataululla muutoksia voidaan teollisuusympäristöissä realistisesti toteuttaa – ja miten säädökset kannattaa kirjoittaa, jottei käy niin, että vain isot toimijat pystyvät uudistuksiin ja pienet ja keskisuuret yritykset tipahtavat kehityksestä pois”, Niinimäki sanoo.

Pakko on paras muusa Perinteisessä, niin sanotussa lineaarisessa tuotantomallissa yritysten oli helppo unohtaa, että jäte on osa teollista prosessia.

”Haluavatpa yritykset sitä tai ei, kiertotaloudesta tulee normi alalle kuin alalle. Lineaarinen malli, jossa raaka-aineesta valmistetaan tuote, joka lyhyen käytön jälkeen heitetään roskiin, jää historiaan, ja hyvä niin. EU siirtää vastuuta jätteen hyötykäytöstä yhä enemmän niille toimijoille, jotka hyötyvät jätettä tuottavasta bisneksestä.”

Liki kaikki nykyisin jätteeksi mielletty materiaali on tarkoitus hyödyntää raaka-aineena. Tekstiilijätteen erilliskeräysvelvoite tulee voimaan koko EU-alueella vuodesta 2025 alkaen.

Tämän jälkeen tekstiilijätettä ei saa enää polttaa, eikä sitä saa päätyä kaatopaikoille. Suomessa erilliskeräys alkoi jo vuonna 2023.

”Uskon, että jo viiden vuoden sisällä vaate- ja tekstiiliteollisuus on paljon kestävämmällä pohjalla koko EU:n alueella”, Niinimäki visioi.

”Tulevaisuuden vaatteissa on digitaalinen tuotepassi, josta kuluttaja saa tietoa tuotteen vastuullisuudesta, laadusta ja korjattavuudesta.

Käyttäjät näkevät, millaisia kuituja vaate sisältää, ja pitääkö se laittaa kemialliseen vai mekaaniseen kiertoon. Pikamuoti on silloin enää paha muisto.”

Teksti Ranja Hautamäki

Kuvat Caroline Moinel / Nomaji

Kaupunkivihreä on ilmastoteko

Kaupunkien ilmastotavoitteiden saavuttaminen edellyttää päästöjen vähentämistä, mutta samalla tarvitaan myös hiilinieluja. Metsien lisäksi puistot ja pihat ovat kaupunkien tärkeitä henkireikiä.

Niin sanotut hiilinielut ovat saaneet paljon huomiota maa- ja metsätaloudessa, mutta niillä on merkitystä myös kaupunkiympäristössä.

Aalto-yliopisto on mukana monitieteisessä Co-Carbon-tutkimushankkeessa, jossa selvitetään kaupunkikasvillisuuden kykyä sitoa hiiltä ilmakehästä ja varastoida sitä kasvien biomassaan ja maaperään. Samalla luodaan tutkimustietoon pohjautuvia ratkaisuja ilmastoviisaamman kaupungin suunnitteluun ja rakentamiseen.

Hanke on kansainvälisestikin ainutlaatuinen, sillä kaupunkivihreän hiilensidontaa on tutkittu huomattavasti vähemmän kuin metsien tai maatalousalueiden hiilenkiertoa.

Kaupunkivihreä on hiiliprosessiltaan paljon mutkikkaampi kuin luonnonmetsä, sillä se on pienipiirteistä ja mosaiikkimaista, ja siihen vaikuttavat myös monet ihmisten toimintaan liittyvät tekijät.

Keskeinen viesti on, että kaupunkivihreällä on merkitystä hiilensidonnan kannalta. Helsingin yliopiston tutkimuksen mukaan esimerkiksi Helsingissä hieman alle puolet hiilensidonnasta perustuu kaupunkimetsiin ja loppuosa muuhun viherrakenteeseen. Tämä tarkoittaa, että puistot, niityt, pihat ja katuistutukset sitovat hiiltä – eivät siis vain metsät kuten yleisesti luullaan.

Tulokset avaavat uusia mahdollisuuksia kaupunkisuunnittelulle: miten tehostaa kaupunkiympäristön hiilinieluja ja edistää hiilineutraaliustavoitteiden saavuttamista.

Ilmastokeskustelun piiloon jääneet näkökulmat esille Haluamme hankkeessa nostaa esille tärkeitä, mutta katveeseen jääneitä näkökulmia ilmastokeskustelussa. Niistä ensimmäisenä tulee ymmärtää kaupunkivihreän mukanaan tuomat monenlaiset hyödyt.

Hiilensidonnan lisäksi kaupunkivihreä lieventää helleaaltoja ja kaupunkitulvia, tukee ihmisten hyvinvointia ja tarjoaa elinympäristöjä myös monille muille lajeille. Kaupunkivihreä tarjoaa siis ratkaisuja sekä ilmastokriisiin että luontokatoon.

Toiseksi haluamme korostaa maaperän merkitystä hiilivarastona. Esimerkiksi pääkaupunkiseudulla tehty hiilinieluselvitys osoittaa, että alueen maaperän hiilivarasto on jopa kaksinkertainen kasvillisuuden hiilivarastoihin nähden. Tämän vuoksi olemassa olevaa maaperää tulee säilyttää, kasvillisuuspeitteisiä alueita lisätä ja samalla vähentää kiveyksiä ja asfalttia. Kolmas näkökulma, joka ansaitsee enemmän huomiota, on eri kasvillisuustyyppien, kuten pensaiden, niittyjen ja nurmikoiden kyky sitoa hiiltä. Puut tunnistetaan yleisesti hiilinieluina, mutta myös muulla kasvillisuudella on merkitystä.

Kolme ohjenuoraa ilmastoviisauteen Kaupunkivihreän muodostamia hiilinieluja ja sen muita hyötyjä ei oteta riittävästi huomioon kaupunkisuunnittelussa. Aalto-yliopiston arkkitehtuurin laitoksen tutkijat ovat tarttuneet

Monilajinen ja kerroksellinen kasvillisuus rakennetussa ympäristössä voi toimia hiilinieluna kuten metsä. Kuva on Scandic Grand Central -hotellin pihalta Helsingin päärautatieaseman vierestä. Suunnittelija: Varpu Mikola, Nomaji maisema-arkkitehdit Oy. Maisema-arkkitehtuuritoimisto Nomaji sai arkkitehtuurin valtionpalkinnon 2023 tunnustuksena työstään tieteen ja taiteen yhdistäjänä. Nomajin osakas Mari Ariluoma ja maisema-arkkitehti Caroline Moinel ovat Co-Carbon -hankkeen tutkijoita Aalto-yliopistossa.

tähän ongelmaan ja vieneet käytäntöön ilmakehä- ja maaperätieteilijöiden tuloksia. Olemme pohtineet, miten kaupunkisuunnittelun ja viherrakentamisen käytäntöjä tulisi muuttaa. Miten löytää monihyötyisiä ratkaisuja, jotka samanaikaisesti tukevat hiilinieluja ja luonnon monimuotoisuutta?

Olemme kiteyttäneet suosituksemme kolmeen kulmakiveen: hiilivarastojen säilyttämiseen, nielujen lisäämiseen ja vähäpäästöisyyteen. Näillä keinoilla voidaan suunnitella ja rakentaa ilmasto- ja luontoviisaampia kaupunkeja.

1 Säilytä olemassa olevaa viherrakennetta ja hiilivarastoja. Olemassa oleva kasvillisuus ja maaperä muodostavat kaupunkiympäristön tärkeimmän hiilivaraston. Niiden säilyttäminen on kaupunkisuunnittelun tärkein keino tukea kaupunkivihreää ja ilmastotavoitteita. Samalla edistetään luonnon monimuotoisuutta.

2

Lisää uutta kasvillisuutta ja turvaa sille suotuisat kasvuolosuhteet. Nyrkkisääntönä voidaan pitää, että mitä paremmin puu voi, sitä paremmin se myös yhteyttää ja sitoo hiilidioksidia ilmasta. Samalla on edistettävä kaupunkivihreän uudenlaista villeyttä: monilajisia ja monikerroksellisia kasvillisuusalueita.

3

Ota käyttöön vähäpäästöisiä viherrakentamisen menetelmiä. Rakentamisessa elinkaarilaskenta on jo vakiintunut osa suunnitteluprosessia, mutta viheralalla menetelmät ovat vasta kehittymässä. Vähäpäästöisyyden tavoitteen tulee koskea ympäristörakentamisen ja -hoidon materiaaleja sekä työtapoja samalla tavoin kuin muitakin rakentamisen tuotteita. Esimerkiksi kierrätysmaiden käyttö, biohiili ja kiertotalouteen pohjautuvat ratkaisut voivat pienentää kasvualustasta johtuvia päästöjä ja kasvattaa hiilivarastoja.

Kaupunkivihreän merkitystä vahvistettava Vihreyden painoarvo kaupunkisuunnittelussa on kasvanut: sitä ei pidetä vain viihtyisyyttä lisäävinä virkistysalueina vaan kaupunkivihreällä on aidosti strategista merkitystä kaupunkien ilmastonkestävyydelle ja luontoviisaudelle. Työtä kuitenkin riittää esimerkiksi lainsäädännössä ja kaavoituksessa, joissa ei vielä tunnisteta vihreyden roolia ilmastoja luontokriisien ratkaisussa.

Myös asenteissa, rakentamisen prosesseissa ja käytännöissä on paljon parannettavaa. Muutos lähteekin ajatuksesta, että kaupunkivihreä ymmärretään kriittisenä, välttämättömänä osana infrastruktuuria ja rakennettua ympäristöä. Se on hyödyllinen ja suorastaan elintärkeä keino lieventää ilmastonmuutoksen vaikutuksia, ehkäistä luontokatoa ja lisätä sekä ihmisten, muiden lajien että planeetan hyvinvointia.

Kun pidämme huolta kaupunkivihreästä, se pitää huolen meistä.

Ranja Hautamäki

Kirjoittaja on maisema-arkkitehtuurin professori Aalto-yliopistossa

Co-Carbon

• Monialainen tutkimushanke, jossa mitataan ja mallinnetaan erilaisten kasvillisuustyyppien hiilensidontakykyä ja etsitään ilmastoviisaita ratkaisuja kaupunkisuunnitteluun ja rakentamiseen.

• Mukana Helsingin yliopisto, Aalto-yliopisto, Ilmatieteen laitos, Hämeen ammattikorkeakoulu ja Kööpenhaminan yliopisto.

• Ratkaisuja kehitetään myös yhteistyössä kaupunkien, yritysten, asiantuntijajärjestöjen ja asukkaiden kanssa.

• Rahoittajana Suomen Akatemian yhteydessä toimiva Strategisen tutkimuksen neuvosto.

• cocarbon.fi

TIETEESTÄ LYHYESTI

Sokeaa luottamusta tekoälyyn

Uusi tutkimus osoittaa, että ihmiset suoriutuvat tehtävistä paremmin, jos he uskovat tekoälyn auttavan heitä, jopa silloin kun tekoälyjärjestelmän kerrotaan olevan epäluotettava.

Tutkijat testasivat tätä vaikutusta asettamalla kaksi osallistujaryhmää tekemään tehtävän, jossa heidän tuli yhdistellä näytölle ilmestyviä kirjaimia pareiksi. Yhdelle ryhmälle kerrottiin, että heitä auttaa hyväksi todettu tekoäly, kun taas toiselle ryhmälle sanottiin tekoälyn olevan epäluotettava ja heikentävän suoritusta. Molemmat ryhmät tekivät tehtävän myös ilman tekoälyn apua.

Kumpaakaan tekoälyjärjestelmää ei todellisuudessa ollut olemassa, vaan osallistujille vain uskoteltiin, että tekoäly auttoi heitä. Yllättäen molemmat ryhmät suoriutuivat tehtävistä paremmin, kun he uskoivat tekoälyn olevan mukana.

Tutkijat toistivat kokeen verkossa ja pyysivät osallistujia kuvaamaan asenteitaan tekoälyä kohtaan. Useimmat suhtautuivat tekoälyyn myönteisesti, ja jopa skeptiset osallistujat odottivat tekoälyn parantavan suoritusta.

Tulokset osoittavat, kuinka vaikeaa on arvioida tekoälyjärjestelmien todellisia hyötyjä. Johtopäätösten tekeminen ilman lumevaikutuksen kontrollointia voi johtaa harhaan.

”Plasebo-vaikutuksen vuoksi on haastavaa arvioida, auttavatko tekoälyohjelmat meitä oikeasti”, apulaisprofessori Robin Welsch sanoo.

”Monet alan tutkimukset ovat saattaneet olla vinoutuneita tekoälyjärjestelmien hyväksi.”

Uusi materiaali yksisuuntaisen lasin kehitykseen

Aalto-yliopiston tutkijat ovat kehittäneet optisen metamateriaalin, joka avaa uusia sovellusmahdollisuuksia teollisuudelle. Metamateriaalit eroavat luonnonmateriaaleista siinä, että niiden sähkömagneettisia ominaisuuksia voidaan muokata, mikä mahdollistaa esimerkiksi aidosti yksisuuntaisen lasin.

Nykyisin yksisuuntaisena myytävä lasi on todellisuudessa vain puoliksi läpinäkyvää, ja se päästää valoa läpi molempiin suuntiin.

Kun kirkkausolosuhteet ovat erilaiset lasin eri puolilla – esimerkiksi sisällä on pimeää ja ulkona valoisaa – lasi toimii yksisuuntaisesti.

Tutkijoiden kehittämään metamateriaaliin pohjautuva yksisuuntainen lasi ei tarvitsisi kirkkauseroa toimiakseen, koska valo voisi kulkea sen läpi vain yhteen suuntaan. Lisäksi yksisuuntainen lasi voisi parantaa aurinkokennojen tehokkuutta estämällä lämpösäteilyn, mikä nykyään vähentää niiden keräämän energian määrää.

Uusi materiaali hyödyntää metamateriaalien erityistä NME-vaikutusta (nonreciprocal magnetoelectric effect), joka luonnonmateriaaleissa on häviävän pieni, ja sitä voidaan valmistaa nykyteknologialla tavallisia materiaaleja ja nanovalmistustekniikoita käyttäen.

Tutkimukseen osallistuville väitettiin, että heitä avustaa tehtävässä hyväksi tai huonoksi todettu tekoäly.

Otso Haavisto

YRITTÄJYYS

Teksti Heidi Hammarsten

Kuvat Jaakko Kahilaniemi

Yrittäjyys ei kiinnostanut Juho

Uzkurt Kaljusta ollenkaan, kun hän aloitti ympäristöhallinnon opinnot Aalto-yliopistossa vuonna 2012.

”Olin jonkinlainen hippi, menin yliopistolle avojaloin löysät ryysyt päällä. Halusin tehdä jotakin teknistä, ja ympäristöongelmien ratkaisu teknologian keinoin oli eettisesti viehättävä ajatus”, Uzkurt Kaljunen muistelee.

Nyt Uzkurt Kaljunen on tekniikan tohtori, toimitusjohtaja ja yksi osakkaista vastaperustetussa NPHarvest Oy:ssä, joka kehittää ravinteiden talteenottoa jätevedestä. Aallon spinoffyritys on juuri kerännyt 2,2 miljoonan euron rahoituksen pääomasijoittajilta ja ympäristöministeriöltä. Summa on Suomen mittakaavassa vaikuttava ensimmäisen siemenrahoituskierroksen tulokseksi.

Miten tässä näin kävi?

Alkusoitto uranvaihdokselle

Uzkurt Kaljusen ensimmäinen askel uudella tiellä oli muutos opintosuunnassa, kun hänen alkuperäinen opinto-ohjelmansa lopetettiin. Vuonna 2016 hän päätyi tekemään diplomityötä ympäristöministeriön tukemaan NPHarvest-projektiin, jossa teemana oli ravinteiden talteenotto.

Kun diplomityö valmistui, projektissa oli haettavana väitöskirjatutkijan paikka. Uzkurt Kaljunen haki paikkaa ja sai sen.

”Mitä pitemmälle väitöskirja ja teknologia valmistuivat, sitä ilmeisempää oli, että tässä on kaupallista potentiaalia. Mutta minun piti psyykata itseäni, että yrittäminen ei ole kamalan ikävää. Startup on minulle työkalu siihen, että saan ravinteiden kierron paranemaan.”

NPHarvestin innovaatiossa otetaan kaksi-

vaiheisessa prosessissa jätevedestä talteen typpeä ja fosforia, joilla voi korvata mineraalilannoitteita.

”Kehittämämme teknologia eroaa siitä, mitä markkinoilla nyt on tarjolla. Se on räätälöity jätevedelle sellaiseen paikkaan, jossa ei ole tarjolla hukkalämpöä, mikä on usein tilanne Suomessa. Prosessi on passiivinen ja kustannuksiltaan edullisempi kuin nykyiset.”

Väitöskirjavaiheessa teknologiaa kehitettiin laboratorio-oloissa ”maitopurkin kokoisilla laitteilla”. Laboratorio sijaitsee Otaniemessä samassa rakennuksessa ravintola Fat Lizardin kanssa, jonka pisuaareista johdettiin virtsaa tutkimuskäyttöä varten.

”Virtsa sopii liiankin hyvin ravinteiden talteenottoon, koska se on paljon puhtaampaa ainetta kuin jätevedenpuhdistamoille menevät vedet, joita on tarjolla paljon suuremmassa mittakaavassa.”

Kaupallistamisen polulla Yrittäjäksi ryhtymiseen vaikutti oivallus, että jos Uzkurt Kaljunen ei itse siihen ryhdy, innovaatio jää akateemiselle tasolle. Toinen vaikuttaja oli Aalto-yliopistolta saatu tuki.

”Yrittäjyyskoulutusohjelma Aalto Ventures Program ohjaa startupin perustamiseen ja kertoo myös konkreettisesti, millaista se startup-elämä on. Yrityskiihdyttämö Aalto Startup Center ja innovaatiopalvelut ovat auttaneet käytännön asioissa esimerkiksi silloin, kun piti laittaa patenttihakemus eteenpäin.”

Aalto oli mukana tukemassa myös, kun NPHarvest haki Business Finlandilta Research to Business -rahoitusta (R2B) innovaationsa kaupallistamiseen. Toisella hakukerralla, vuonna 2022 tärppäsi.

YRITTÄJYYS ON MINULLE TYÖKALU

Juho Uzkurt Kaljunen perusti yrityksen väitöskirjatyönsä pohjalta, koska hän haluaa parantaa ravinteiden kiertoa jätevesistä hyötykäyttöön. NPHarvest Oy:n ensimmäinen rahoituskierros oli menestys.

YRITTÄJYYS

Oikeuksien

siirto yliopistosta yritykseen sujui hyvin.

Aalto-yliopiston innovaatiopalvelut

• Tukee tutkimustulosten kaupallistamista.

• Avustaa teknologiansiirrossa, lisensoinnissa ja spinoff-yritysten luonnissa.

• 136 keksintöilmoitusta ja 71 patenttihakemusta vuonna 2023.

• Vuosittain Aallon ekosysteemissä perustetaan noin 100 yritystä.

Kaupallisesti malli perustuu siihen, että asiakas, esimerkiksi jätteistä biokaasua valmistava laitos, joutuu maksamaan jäteveden käsittelystä puhdistamolle. NPHarvestin esikäsittely laskee merkittävästi tätä kustannusta, koska se vähentää ravinnekuormaa. Lisäksi osa tuotoista syntyy kierrätyksessä talteen saatavista ravinteista.

”Ravinnekierrätys pienentää ympäristöjalanjälkeä ja korvaa mineraalilannoitteita. Vaikuttaa myös siltä, että meidän tuotteemme sitoo ravinteita tehokkaasti ja vähentää niiden huuhtoutumista vesistöihin.”

Matkan varrella tiimi on kasvanut kolmihenkiseksi. Uudet jäsenet ovat Federico Varalta ja Burak Yirmibesoglu.

”Emme ole kaikki Aallosta, mutta olemme kaikki insinöörejä. Fede on meistä vanhin, ja hänellä on eniten kokemusta startup-maailmasta. Burakilla on kymmenen vuoden kokemus biokaasualalta ja paljon kontakteja.”

Haasteita ja onnistumisia

R2B-rahoitus loppui yrityksen perustamiseen syyskuussa 2023 ja oli aika hakea ulkopuolista rahoitusta. Uzkurt Kaljusella oli käsitys, että rahoituksen kerääminen on yrityksen käynnistämisen haastavin kohta.

”Se oli hankalaa, muttei ilmeisesti niin hankalaa kuin joillakin muilla. Meillä siihen meni 6–8 kuukautta. Pääomasijoituksen lisäksi olemme saaneet ympäristöministeriöltä tukea, jonka ehto on, että muualta tulee saman verran rahoitusta.”

Uzkurt Kaljunen epäili, että myös immateriaalioikeuksien siirto Aalto-yliopistosta yritykseen on vaikea rasti. Mutta sekin sujui odotuksia paremmin.

”Aalto selkeästi haluaa vauhdittaa asioiden etenemistä.”

Suurimmaksi haasteeksi on lopulta osoittautunut jatkuva aikapaine. Kun tiimin jäseniä on vain kolme, aika on kortilla ja kaikilla kädet täynnä. Tavoitteena on rekrytoida lisää väkeä.

Saamansa rahoituksen turvin NPHarvest aikoo rakentaa pilottilaitteistoja mahdollisille asiakkaille ja osoittaa teknologian toimivan myös laboratorion ulkopuolella. Se on vielä auki, myykö yritys asiakkaille laitteita vai pitääkö laitteet itse ja myy palvelua.

”Asiakkaat eivät usko pelkästään tiedejulkaisujen perusteella, että meidän laitteemme toimivat ja skaalautuvuus on hyvä. Nyt suunnittelemme laitosta, joka on noin kymmenen kertaa suurempi kuin ensimmäinen pilottilaitos. Sekin oli jo aika iso akateemiseen maailmaan.”

Yliopisto vauhdittaa tutkimuksen polkua liiketoiminnaksi

Aalto-yliopisto on panostanut entistä sujuvampaan prosessiin, kun se haluaa edistää tutkimustaustaisten spinoff-yritysten teknologiansiirtoa ja innovaatioiden kaupallistamista. NPHarvest on ensimmäinen uutta kaupallistamismallia testannut yritys, yliopiston spinoff-sijoituksista vastaava Anu Honkalinna kertoo.

”Teknologisiin innovaatioihin perustuvien yritysten taustalla on yleensä vuosien tutkimustyö. Kun alkaa näyttää siltä, että innovaatiolla on kaupallista potentiaalia, perustetaan usein Business Finlandin tuella Research to Business -hanke.”

R2B-hankkeissa valmistellaan noin 18 kuukauden aikana teknologia kaupalliseen kuntoon ja testataan, onko sille markkinoita. Tässä vaiheessa tutkitaan tiimin valmius yrityksen pyörittämiseen ja käydään läpi yrittämisen osa-alueita.

”Meillä on valmentajia, jotka kouluttavat tiimejä. Vaadimme myös suunnitelmat liiketoimintaan, osakkeiden jakoon ja rahoitukseen. Lisäksi tarvitaan tieto immateriaalioikeuksista sekä kuvaus tiimistä ja sen rooleista. Tiimin pitää olla sekä teknologisesti että kaupallisesti kyvykäs ja rahoituksen varmistettu”, Honkalinna sanoo.

Jos tilanne näyttää suotuisalta, edetään yrityksen perustamiseen ja teknologiansiirtoon yliopistolta yritykseen. Laki vaatii, ettei julkisesta omaisuudesta kuten yliopiston innovaatioista luovuta vastikkeetta. Perustettava yritys voisi saada tästä perusteetonta kilpailuetua.

Uusi käytäntö on, että Aalto-yliopisto saa perustettavasta yrityksestä 10,0–19,9 prosentin osakkuuden perustamisvaiheessa ennen kuin muita sijoittajia lähtee mukaan.

”Tyypillisesti ollaan lähempänä 10:tä kuin 20 prosenttia. Osuudesta neuvoteltaessa katsomme, millainen patenttisalkku yrityksellä on ja vertaamme tilannetta muihin tiimeihin. Olemme luoneet perusmuotoisen sopimuspohjan, jonka avulla teknologiansiirto onnistuu 30 päivässä.”

Aallon osakkuuksista hyötyvät aina ne, jotka ovat olleet innovaatiota synnyttämässä. Professorit, tutkijat ja asianomainen laitos voivat valita, pitävätkö siivun spinoff-yrityksen osakkuudesta vai ottavatko välittömän palkkion.

”Meillä on erilaisia polkuja lähteä mukaan yrityksiin. Esimerkiksi professori voi osallistua vain keksijänä tai sekä keksijänä että yrityksen osa-aikaisena neuvonantajana. Täyspäiväinen yrityksessä työskenteleminen edellyttää virkavapaata.”

Uudella tehokkaammalla kaupallistamismallilla on haluttu kasvattaa spinoff-yritysten määrää, ja tämä näyttää onnistuvan. Aiemmin teknologiansiirrolla syntyviä yrityksiä on ollut vuosittain noin viisi.

”Nyt näyttää siltä, että 15 yritystä on tänä vuonna saavutettavissa, keskusteluja käydään 20 tiimin kanssa.”

Marsio kutsuu kylään kampukselle

Teksti Anitta Pirnes Kuva Mikko Raskinen

Aalto-yliopiston kampus Espoon Otaniemessä kehittyy vauhdilla kaupunkimaisemmaksi kokonaisuudeksi. Kampukselle pääsee metrolla Helsingin Rautatientorilta 12 minuutissa ja myös pikaratikka kulkee kampuksen keskusaukion läpi.   Aivan kampuksen keskelle on avautunut syyskuussa uusi Marsio-rakennus, jonka alin kerros on kaikille avoin kohtaamispaikka. Marsiossa järjestetään tapahtumia, näyttelyitä ja avoimia luentoja. Alakerrassa on ravintola ja Aalto-yliopiston kauppa. Ylemmissä kerroksissa on tilaa opetukseen ja tutkimukseen sekä Aalto Studios -mediakeskus.  Marsion syksy käynnistyy kahdella avajaisnäyttelyllä. Designs for a Cooler Planet -festivaali 6.9.–3.10.2024 esittelee Aalto-yhteisön projekteja, jotka yhdistävät tutkimusta ja muotoilua kestävämmän tulevaisuuden puolesta. Mahdottoman tekijät -näyttely on läpileikkaus Aallon tutkimuksen saavutuksista 15 toimintavuoden ajalta. Näyttely on esillä vuoden 2025 loppuun.

Tervetuloa lounaalle, piipahtamaan näyttelyissä ja Aalto-yliopiston kaupassa. Lisätiedot ja tapahtumakalenteri: aalto.fi/fi/marsio

Marsio on saanut nimensä Aino Marsio-Aallolta (1894–1949), joka oli arkkitehti, Aalto-yliopiston alumni ja aikansa luova edelläkävijä.

Noora Sandgren 13.11.2015, Dialogue-sarja (2015)

Sarjan Marsio-rakennuksessa sijaitsevat valokuvateokset kertovat läsnäolosta. Taiteilija on levännyt valokuvapapereilla ja antanut auringonvalon piirtää niille runollisia kuvia, jotka kutsuvat mukaan kuvittelemaan teoksen prosessia ja elämää.

Tekstit Noora Stapleton ja Outi Turpeinen

Kuvat Mikko Raskinen, Noora Sandgren

Maija Luutonen

Enta (2024)

Teos koostuu kuitubetonilevymaalauksista, joista katsoja muodostaa omanlaisensa kokonaisuuden irrallisten muistikuvien tavoin. Inspiraatiota teokseen taiteilija on saanut tutustuessaan yliopiston aivotutkimukseen. Marsio-rakennuksessa sijaitsevissa maalauksissa tuntuu olevan paljon asioita, joita voi tunnistaa, ja asioita, joita ei aivan pysty tunnistamaan. Enta näyttäytyy eri tavalla teokset ensimmäistä kertaa näkevälle kuin hänelle, joka asioi rakennuksessa päivittäin.

Kuvataiteilija Maija Luutonen on jo pidempään käsitellyt töissään muistin ja unohtamisen suhdetta katsomiseen, tunnistamiseen ja toistoon. Hän työskentelee pääosin maalaten paperille, liikkuen kaksi- ja kolmiulotteisuuden välillä. Hän on esiintynyt useissa yksityis- ja ryhmänäyttelyissä Suomen lisäksi Baltiassa ja Pohjoismaissa. Taiteilijan teoksia on useissa kotimaisissa kokoelmissa.

Aalto-yliopisto on soveltanut vuodesta 2017 taiteen prosenttiperiaatetta, rahoitusmallia, jossa noin prosentti rakennushankkeen budjetista käytetään taiteeseen. Esittelemme poimintoja yliopiston taidekokoelmasta, jonka hankinnat heijastavat yliopiston monitieteistä lähestymistapaa ja yhteiskunnallista roolia.

Taidetta kampuksella

Taidetta kampuksella

Sanna Hellikki Suova

Red, grey, blue & rose (2021), Raita-sarja

Kide-rakennuksessa sijaitsevan neljän serigrafiateoksen idea on lähtenyt tietynlaisesta tunnelmasta, joka syntyy tekstiilin painaumasta iholla, siitä miten tekstiili muodostaa erilaisia pintoja keholle.

Kari Laitinen

Dimension VII (2017)

Kide-rakennuksessa on viisi Kari Laitisen teosta, joiden toisiinsa kietoutuvia värejä voisi tarkastella kuin aaltoja luonnonvesissä. Puupiirrokset rohkaisevat pohtimaan, mitä on aaltojen välissä. Taiteilija kutsuu teoksiaan hiljentymisobjekteiksi vastavoimana nykypäivän kiireiselle ja materialistiselle elämäntyylille.

Baptiste Debombourg

In Motion (2024)

Kide-rakennukseen suunniteltu teos huomioi eri nopeuksia ohi kulkevat ihmiset ja liikennevälineet. Se sijaitsee rakennuksen julkisivussa ja pääaulassa. Ruostumattomasta teräksestä valmistettu teos heijastaa valoa peilimäisesti ja luo vahvan vuorovaikutuksen rakennuksen ulko- ja sisätilojen välille. Aaltoilevan pinnan heijastus on aina uniikki, tulkiten eri vuoden- ja vuorokaudenaikoja. Taiteilija haastaa pohtimaan, mistä teos alkaa, mihin se päättyy.

Ranskalaisen Baptiste Debombourgin teoksia on esillä laajasti ympäri maailmaa, ja ne paneutuvat ihmisten välisiin suhteisiin, virheisiin ja toiveisiin. Tämä on hänen ensimmäinen pysyvä teoksensa Suomessa. Teoksissaan hän tutkii suhdettamme objekteihin sekä todellisuuden ja tavoitellun ihanteen yhteyttä.

Pasi Rauhala

Mycelium of the Future (2023)

Dataa visualisoiva valoveistos puikkelehtii nauhamaisesti eri puolilla Viima-rakennusta pääaulasta kattoikkunoiden myötä verstastiloihin. Teoksen LED-paneeleissa kulkee tekoälyn muokkaamia runomuotoisia lauseita, jotka pohjautuvat kaikkien Aalto-yliopiston kuuden korkeakoulun opinnäytetöiden tiivistelmiin. Kävijälle runon osien alkuperät näyttäytyvät myös eri korkeakouluja kuvastavien värien kautta.

Pasi Rauhala on mediataiteilija, joka keskittyy vuorovaikutteisuuteen, tilallisuuteen ja julkiseen tilaan. Uransa aikana hän on opettanut kaikissa merkittävissä suomalaisissa taidekouluissa ja osallistunut kymmeniin taideproduktioihin taiteilijana, kuraattorina, tuottajana tai koordinaattorina. Rauhalalle taide on loputon seikkailu, joka voi kuljettaa minne tahansa.

Kari Soinio

Kaunis kaupunki (2006), sarja

Dipoli-rakennuksen kokoushuoneessa sijaitsevan sarjan valokuvat tulkitsevat unenomaisesti luontaisia kokemuksia taiteilijalle tutussa kaupunkimaisemassa.

Grönlund - Nisunen

Insight (2018)

Taiteilijaduo Tommi Grönlundin ja Petteri Nisusen paikkasidonnainen teos sijaitsee yhdessä Väre-rakennuksen auloista. Teoksen pyörivät, heijastavat pinnat tarjoavat katselijalle vaihtuvia näkökulmia korostaen sitä, miten ympäristömme voidaan nähdä eri tavoin, eikä mikään tapa ole sellaisenaan toista parempi.

Taidetta kampuksella

Lue lisää yliopiston julkisesta taidekokoelmasta

Kampuksen rakennusten osoitteet

Outi Turpeinen (ed.): Unfolding the Public Art at Aalto University -kirja

VÄITÖKSIÄ

Tekstit Marjukka Puolakka

Kuva Nita Vera

Tulevaisuuden

sähköverkkojen

ytimessä on automaatio

Perinteisten sähköverkkojen on vaikea vastata käynnissä olevan energiamurroksen haasteisiin. Verkkojen luotettava ja varma toiminta edellyttää uusia automaatioja tietoliikenneratkaisuja, joilla voi olla iso hintalappu.

Seppo Borenius tarkastelee väitöskirjassaan sähköverkkojen kehitystä vuoteen 2035 mennessä.

Sähköverkon toiminta perustuu tehotasapainoon, jossa kulutus ja tuotanto ovat joka sekunti yhtä suuria. Jatkossa tehotasapainon ylläpito on huomattavasti nykyistä haastavampaa, kun sähkön käyttö vain lisääntyy, ja sitä tuotetaan yhä enemmän säästä riippuvaisesti tuuli- ja aurinkoenergialla. Hiilineutraaliustavoitteiden myötä verkossa on myös vähemmän isoja ohjattavia generaattoreita, jotka auttavat perinteisen sähköverkon tuotantovaihteluiden tasaamisessa.

”Tulevaisuuden sähkönjakeluverkoissa tarvitaan tehotasapainon ylläpitoon automaatiota ja sen myötä entistä parempia tietoliikenneyhteyksiä”, sanoo Seppo Borenius, joka pureutui väitöstyössään sähköverkkojen kehitykseen vuoteen 2035 mennessä.

Borenius loi tutkimuksessaan useita skenaarioita, joissa hän huomioi sähköenergiajärjestelmiin vaikuttavia teknisiä ja taloudellisia suuntauksia. Tulokset auttavat energiaja ICT-alan toimijoita sekä lainsäätäjiä ja poliitikkoja arvioimaan tulevaisuuden vaihtoehtoja, jotta he osaavat tehdä oikeita liiketoiminta- ja investointipäätöksiä.

Uusia palveluita jakeluverkon hallintaan Tavoitteena on, että Suomen sähköverkot ovat luotettavia ja mahdollisimman kustannustehokkaita myös 2030-luvulle tultaessa.

”Haastavimmissa skenaarioissa sähkön jakeluverkkoihin tarvitaan laajamittaisia automaatio- ja kommunikaatioratkaisuja, jotka edellyttävät mittavia investointeja. Operatiiviset käyttökustannukset voivat olla kuitenkin vielä suurempia, sillä automaatio- ja ICT-ratkaisujen käyttöikä on usein 3–5 vuotta, kun taas esimerkiksi muuntamot kestävät hyvinkin 50 vuotta.”

Sähköverkkojen lisääntyvä automaatio- ja tietoliikennetekniikka sekä kompleksisuus avaavat ovia uusille toimijoille, jotka tarjoavat jakeluverkko-operaattoreille verkkojen hallintapalveluita.

”Tulevaisuudessa saatamme nähdä myös jakeluverkon suunnittelua, rakentamista, ylläpitoa ja hallintaa kokonaisvaltaisesti tarjoavia järjestelmäintegraattoreita.”

Katseet kyberturvaan

Sähköverkot ovat osa kriittistä infrastruktuuria, jonka kyberturvallisuuden merkitys on korostunut nykyisessä maailmantilanteessa.

”Tietotekniikan ja -liikenteen lisääntyvä käyttö jakeluverkoissa kasvattaa niiden hyökkäysrajapintaa, mikä ilmiselvästi lisää verkkojen haavoittuvuutta. Oppia voidaan ottaa muilta teollisuudenaloilta, jotka ovat kohdanneet toimitusketjun kautta tapahtuvia hyökkäyksiä, sekä akateemisten tutkimustulosten tekoälypohjaisista hyökkäystekniikoista.”

Mobiiliverkkojen rooli sähkön jakeluverkon siirtotienä tulee kasvamaan entisestään. Kaikkein kriittisimpiin sovelluksiin, kuten relepohjaiseen vikasuojaukseen 4G- ja 5G-teknologioiden luotettavuus ei kuitenkaan näyttäisi riittävän. ”5G-verkot eivät ole toistaiseksi lunastaneet lupauksiaan teollisissa sovelluksissa. Nähtäväksi jää, saavatko 5G:n teolliset piirteet jalansijaa jakeluverkoissa, vai hyödyntävätkö ne sitä enemmänkin laajakaistaisempana ja nopeampana 4G-verkkona.”

Seppo Borenius 25.3.2024: Connectivity for smart grids: Novel communications solutions in evolving electrical grids

Aalto-yliopistosta valmistuu vuosittain yhteensä noin 200 tekniikan, kauppatieteiden, taiteen ja filosofian tohtoria. Eniten tohtorinväitöksiä syntyy tekniikan aloilta, etenkin teknillisestä fysiikasta, tietotekniikasta ja biotuotetekniikasta.

Aalto-yliopiston tohtoriohjelmat on suunniteltu suoritettavaksi neljässä vuodessa päätoimisesti opiskellen tai kahdeksassa vuodessa sivutoimisesti opiskellen.

Väitöskirjat voivat olla tieteidenvälisiä, jolloin niihin voi sisältyä osia toisilta tutkimusaloilta, vaikkapa tekniikan väitöskirjaan taiteesta tai päinvastoin.

Tohtoriopiskelijoita on noin 3 200, he edustavat 95:ttä eri kansallisuutta, ja 1/3 heistä on väitöskirjatutkijoita, jotka työskentelevät Aallossa.

Aalto-yliopiston väitöskirjat verkossa: aaltodoc.aalto.fi shop.aalto.fi

Muotoilun avulla digityökaluja varhaiskasvatukseen

Oppimisen tulisi olla aktiivisempaa ja monialaista sekä kohdistua todellisen elämän tilanteiden ja ongelmien tutkimiseen. Samaan aikaan vauhdilla etenevä digitalisaatio luo paineita myös pedagogiikan uudistamiseen. Uuden median alan väitöstyössään Jaana Brinck hyödynsi osallistavaa muotoilua sellaisen pedagogiikan kehittämiseen, joka tukee digitaalisten työkalujen käyttöä varhaiskasvatuksessa.

Tutkimuksessa jalkauduttiin päiväkotiin, jossa pidettiin vuoden aikana 22 työpajaa. Mukana oli varhaiskasvatuksen opettajia, lastenhoitajia, opettajaopiskelija, 4–6-vuotiaita lapsia ja pedagogisia asiantuntijoita. Esimerkiksi yhdessä työpajassa tehtiin retki Aalto Fablabiin, jossa lapset tutkivat ympäristöä valokuvaamalla ja videoimalla. Kuvista tehtiin yhdessä digitaalisilla laitteilla leikkivälineet, joista tuli monipuolinen osa päiväkodin leikkejä.

Toisessa muotoilukokeilussa suunniteltiin, rakennettiin ja testattiin prototyyppi +Andscape, joka on lisätyn todellisuuden hiekkalaatikko lasten oppimiseen. Se tarjoaa digitaalisen leikkiympäristön, jossa lapset voivat värittää, rakentaa ja tehdä ääniä yhdessä. Brinck esittää työssään avoimen muotoilupedagogiikan suunnitteluperiaatteet, jotka ohjaavat pedagogiikan suunnittelua ottamaan digitaalisia työvälineitä mukaan opetukseen. Tulokset auttavat kehittämään opetusta ja oppimista nykypäivän tarpeisiin vastaavalla tavalla. Varhaiskasvatuksen ohella niitä voidaan hyödyntää laajemminkin koulutusalalla ja opettajankoulutuksessa.

Jaana Brinck 22.3.2024:

Grounded principles for open design pedagogy: Design perspectives on early years pedagogy with digital technologies

Parempia käyttäjäkokemuksia pilvipelaamiseen

Videopelit ja laajennetun todellisuuden sovellukset perustuvat monimutkaisen grafiikan reaaliaikaiseen renderöintiin eli kuvien välittömästi tapahtuvaan esittämiseen näytöllä.

Etänä tapahtuvan renderöinnin haasteena on sen vaatima huomattavan suuri kaistanleveys, jota tarvitaan korkealaatuisen videografiikan lähettämisessä etärenderöintipalvelusta asiakaslaitteelle. Myös asiakaslaitteen ja etärenderöintipalvelun välisen viiveen on oltava alhainen, mikä on kriittistä etenkin interaktiivisessa pilvipelaamisessa ja immersiivisissä pilvi-XR-sovelluksissa (extended reality).

Gazi Illahi kehitti väitöstyössään tekniikoita, joilla voidaan vähentää etärenderöinnin kaistanleveysvaatimuksia ja peittää sen viivettä loppukäyttäjän kokemuksen laadun parantamiseksi.

Hän hyödynsi työssään tietokonegrafiikan, psykofysiikan ja koneoppimisen viimeisintä kehitystä ja perehtyi erityisesti katseenseurantaan perustuvaan renderöintiin ja videopakkaukseen.

Illahi tutki näköaistiin pohjautuvia menetelmiä etärenderöintiserveriltä lähetettävän videon pakkausta varten. Työ esittelee myös koneoppimiseen pohjautuvia menetelmiä käyttäjän katseen suunnan ja pään asennon ennustamiseksi. Katseen suuntaa ja pään asentoa käytetään renderöintiprosessissa, ja niiden tarkka ennustaminen voi kompensoida viiveestä johtuvaa loppukäyttäjän kokemuksen laadun heikkenemistä.

Kehitetyt menetelmät toimivat reaaliajassa ja työn tuloksia voidaan hyödyntää pilvipelien ja XR-sovellusten käyttäjien kokemuksen laadun parantamisessa etärenderöintipalveluissa.

Gazi Illahi 7.6.2024: On improving QoE of remote rendered graphics

Kristjana

Adalgeirsdóttir, mitä arkkitehti

Väitöskirjaa

valmisteleva arkkitehti korostaa kodin –ei pelkän suojan – tarvetta humanitaaristen kriisien keskellä.

Teksti

Sarah Hudson Kuva Aleksi Poutanen

Miten arkkitehti voi auttaa ihmisiä, jotka on pakotettu jättämään kotinsa?

Vuoden 2024 alussa maailmassa oli 114 miljoonaa kotinsa menettänyttä ihmistä. Heistä jokaisella on tarinansa ja toivo tulevaisuudesta – sekä tarve löytää paikka, jossa asua. Vaikka ongelma on valtava, meidän ei silti tule hukkua numeroihin tai kriisin laajuuteen.

Näissä tilanteissa arkkitehti on osa monialaista tiimiä, joka työskentelee keskellä koko ajan muuttuvaa, monimutkaista ongelmien vyyhtiä. Tuhansien ihmisten kriisialueella on löydettävä keino ratkaista asuttamiseen liittyviä ongelmia ja tukea kriisistä toipumista sekä jälleenrakennusta.

Työ on varsin erilaista kuin perinteinen arkkitehdin työ, jossa yleensä suunnitellaan tuote, talo. Humanitaarisissa tilanteissa mantramme on, että kyse ei ole tuotteesta, vaan prosessista.

Mitä erityistaitoja arkkitehdit tarvitsevat humanitaarisessa työssä? Arkkitehdit koulutetaan tunnistamaan ja ymmärtämään monimutkaisia tilanteita, yhdistämään erilaisia fyysisiä ja sosiokulttuurisia elementtejä konkreettiseksi muodoksi.

Hätätilanteissa pitää kyetä nopeasti tarjoamaan fyysistä suojaa, mutta samalla on ymmärrettävä kullekin kriisille omi-

naiset kulttuuriset ja ulkoiset olosuhteet. Millainen ilmasto on? Kuinka ruoanvalmistus onnistuu? Entä nukkuminen: lattialla vai riippumatoissa?

Eri puolilla maailmaa on humanitaarisia avustushankkeita, jotka ovat epäonnistuneet, koska avunsaajat eivät koe niiden vastaavan heidän tarpeitaan. Maanpakoon joutuneet ovat erityisesti heikoilla, avustustyön pitäisi keskittyä tukemaan heitä.

Ennen kaikkea työ vaatii nöyrää lähestymistapaa, kunnioitusta kriisin kokeneita yhteisöjä kohtaan sekä ryhmätyötaitoja.

Miten kodin menetys vaikuttaa ihmisen identiteettiin?

Omat juuret ovat kaikille tärkeitä –identiteettimme liittyy paikkoihin tai tiloihin, joissa asumme. Se, ettei voi tuntea kuuluvansa tiettyyn paikkaan, vaikuttaa suuresti terveyteen ja hyvinvointiin, eikä juurtumisen tarve häviä muualle siirryttäessä. Ihmiset etsivät aina keinoa tehdä itselleen kodin, missä tahansa paikassa, jossa he oleskelevat.

Muistan erään tapauksen Thessalonikista, jossa pakolaiset asuivat konteissa. Erään kontin edessä oli joulukoristeita ja tekokuusia. Se teki selväksi: tämä on minun paikkani.

Miten päädyit tämän alan tutkimuksen pariin?

Olen aina halunnut työskennellä arkkitehtuurin ja rakennetun ympäristön parissa, mutta mieluiten niiden vaikeissa olosuhteissa elävien hyväksi, joihin enemmistö maailman ihmisistä kuuluu.

Nyt voin onnekseni yhdistää akateemisen uran humanitaariseen työhön. Molemmat rikastuttavat toisiaan. Kaksi vuotta sitten siivosin äitini taloa hänen kuoltuaan ja löysin kirjeen Islannin Punaiselta ristiltä vuodelta 1988. Siinä sanottiin: ”Hyvä Kristjana, kiitos kiinnostuksestasi Punaisen ristin kansainväliseen työhön. Suosittelemme, että hankit koulutuksen ja elämänkokemusta ja palaat sitten takaisin meille.”

Haluaisin löytää henkilön, joka kirjoitti tuon, ja päivittää kuulumiset!

Avainlukuja Aallosta 2023

80 %

opiskelijoistamme harkitsee yrityksen perustamista tulevaisuudessa.

230

tohtoria, Meiltä valmistui

2 136

maisteria (sis. myös diplomi-insinöörit, arkkitehdit, maisema-arkkitehdit) ja

1 614 kandidaattia.

Teimme

Aalto-yliopisto Juniorin toimintaan osallistui

31 000

lasta, nuorta, opettajaa ja vanhempaa eri puolilta Suomea.

55 %

Suomen pääomasijoituksista (2022) osoitettiin alumniemme perustamille yrityksille.

71 3.

Täydennyskoulutuksen ja avoimen yliopiston kursseille osallistui

patenttihakemusta. Olemme Suomen

aktiivisin patentinhakija.

Tarjoamme

oppijaa.

aalto.fi/fi/ elamanlaajuinenoppiminen

Meiltä syntyi

1 6 300 372

taiteellista tuotosta (sis. taiteelliset julkaisut, näyttelyt ja esitykset).

54 000 m2

159

tiloja yrityskäyttöön. Kampuksella toimii jo yritystä.

115

Olemme yksi Euroopan kansainvälisimmistä yliopistoista: yhteisössämme on yli kansallisuutta.

Lähes

16 % 10 %

tieteellisistä julkaisuistamme kuuluu omalla tieteenalallaan siteeratuimman

joukkoon maailmassa.

Työ, johon liittyy kvanttitietokone, puhdas vesi ja ilma, radikaali luovuus, tekoäly, biomateriaalit, koulutuksen tulevaisuus, kaunis lähiluonto, puuraaka-aine, monimuotoinen yhteisö, fotoniikka, ilmastonmuutos, innostavat työkaverit, biotalous, mikroelektroniikka, vapaus tutkia, energia, kestävyysmurros,

Hae tohtoriksi

– vielä ehdit mukaan aalto.fi/tohtoripilotti

ohjelmistot, verkostot maailmalle, prototyyppi, koodaus, yrittäjähenkinen ajattelutapa, matemaattinen mallinnus, kannustava ohjaus, syväoppiminen, yrityskumppanit, kuvantaminen, fysiikka, luonnonvarat, simulointi, rohkeus kehittyä, legendaarinen Otaniemen kampus

TÄMÄ LEHTI KERTOO

• kvanttitietokoneiden kehittäjästä

• kampuksen taideteoksista

• kaupunkivihreästä